c. elegans

Rondwormen leven tot wel twee keer langer wanneer ze een tijdje honger moeten lijden. Dat hebben onderzoekers ontdekt. De resultaten kunnen wellicht gebruikt worden om ook het leven van mensen te verlengen.

De afgelopen decennia hebben onderzoekers verschillende diersoorten honger laten lijden. Onder meer ratten, vliegen, apen, vissen en muizen werden op een strikt dieet gezet en moesten het tijdelijk met minder voedingsstoffen doen. De dieren bleken na die periode van honger dertig tot wel 200 procent langer te leven dan hun soortgenoten die hun buikje een leven lang rond konden eten. Wetenschappers van Duke University hebben die experimenten nu herhaald met Caenorhabditis elegans: een microscopisch klein rondworpje. De experimenten geven meer inzicht in hoe een tekort aan voedingsstoffen kan leiden tot een langer leven.

C. elegans
De onderzoekers bestudeerden C. elegans-larven die in de laatste twee stadia van hun ontwikkeling – ook wel aangeduid als L3 en L4 – waren. Dit zijn belangrijke stadia, omdat de wormen dan belangrijke weefsels en organen ontwikkelen. Eén van de belangrijke organen die de wormen in deze stadia ontwikkelen, is de vulva: een bal bestaande uit drie cellen groeit uit tot een ietsje grotere bal van 22 cellen.

“Organismen moeten hun omgeving monitoren en besluiten of het verantwoordelijk is om door te gaan met de ontwikkeling. Als dat niet het geval is, dan stopt die ontwikkeling”

Controleposten
De onderzoekers gaven wormen op verschillende momenten in L3 en L4 geen voedsel meer en keken wat er gebeurde. Ze ontdekten dat de wormen hun ontwikkeling stopzetten, maar alleen wanneer hun vulva op dat moment uit drie of 22 cellen bestond. Niet wanneer de vulva uit tussen de drie en 22 cellen bestond. Uit nader onderzoek bleek dat dit niet alleen voor de vulva, maar voor alle weefsels en cellen in het organisme opging. De ontwikkeling van deze weefsels en cellen hield halt op twee ‘controleposten’. Als een organisme over genoeg voedingsstoffen beschikt, kan zijn ontwikkeling doorgaan en maakt deze de oversteek van de ene controlepost naar de andere. Zijn er te weinig voedingsstoffen, dan stopt de ontwikkeling tot er voldoende voedingsstoffen voorhanden zijn. “De ontwikkeling is geen voortdurend nonstop-proces,” benadrukt onderzoeker Adam Schindler. “Organismen moeten hun omgeving monitoren en besluiten of het verantwoordelijk is om door te gaan met de ontwikkeling. Als dat niet het geval is, dan stopt die ontwikkeling. Deze ‘controleposten’ lijken er te zijn om het dier in staat te stellen die keuzes te maken. En de keuze heeft implicaties, omdat de voedingsstoffen ten goede komen aan of de ontwikkeling of overleven.”

WIST U DAT…

Twee keer langer leven
Wanneer de rondwormen hun ontwikkeling staken, blijven ze gewoon bewegen en op zoek naar voedsel. Maar de ontwikkeling van de cellen en organen staat stil. Die cellen en organen worden dus ook niet ouder. De onderzoekers ontdekten dat ze de ontwikkeling van de rondwormen zeker twee weken stop konden zetten. Wanneer ze de rondwormen vervolgens weer eten gaven, ontwikkelden deze zich zoals normaal. Wel werden de uitgehongerde rondwormen twee keer ouder dan hun doorvoede soortgenoten. Dat heeft alles te maken met het feit dat de tijd wanneer de wormen honger lijden, als het ware stilstaat. Normaliter worden deze wormen ongeveer twee weken oud. Maar wanneer ze twee weken honger lijden, staat hun ontwikkeling twee weken stil. Na die twee weken, gaat die ontwikkeling door en loopt de teller weer. De hongerige wormen werden dus vier weken oud.

De mens
“Het is mogelijk dat een dieet met weinig voedingsstoffen dezelfde reeks stofwisselingen in ons mensen in gang zet en ook onze cellen tot kalmte maant,” vertelt onderzoeker David R. Sherwood. “De truc is nu om een manier te vinden om dit proces met behulp van medicijnen te manipuleren, zodat we de voordelen van het niet ouder worden kunnen ervaren, zonder dat we daarvoor minder hoeven te eten.”

Kanker
De onderzoekers denken bovendien dat hun studie meer inzicht kan geven in kanker. “Eén van de grootste mysterieus omtrent kanker is hoe kankercellen zich al vroeg door het lichaam kunnen verspreiden en vervolgens daar jaren ‘slapen’ alvorens actief te worden. Ik gok dat de reeks stofwisselingen die er in wormen voor zorgt dat cellen gaan slapen en weer wakker worden vergelijkbaar is met de reeks stofwisselingen die dit in het geval van kanker mogelijk maakt.”

De onderzoekers zetten hun werk met C. elegans voort. Zo willen ze nu gaan achterhalen of het mogelijk is om de ontwikkeling van de wormen op een andere manier te pauzeren.