Hoe de cel haar eigen groeisignaal aan- en uitzet via het membraan
Cellen communiceren constant met hun omgeving via eiwitten die als antennes op hun oppervlak staan. Altijd werd gedacht dat de slimheid zat in de antenne zelf.
De epidermale groeifactorreceptor, afgekort: EGFR, is een van de best bestudeerde eiwitten in de biologie. Hij zit in de buitenwand van cellen en reageert op groeisignalen van buitenaf. Als EGFR ontregeld raakt, kan dat leiden tot ongecontroleerde celgroei en kanker. Juist daarom is hij al tientallen jaren een doelwit voor medicijnen. Maar hoe hij precies wordt aan- en uitgeschakeld, bleef gedeeltelijk onduidelijk.
Een nieuwe studie in eLife laat zien dat het celmembraan, de vethoudende buitenlaag van de cel, geen passieve drager is van EGFR, maar actief bepaalt hoe de receptor zich gedraagt. Afhankelijk van de samenstelling van het membraan kan de receptor worden geremd of juist geactiveerd. Het membraan functioneert als een schakelaar die de gevoeligheid van de receptor instelt.
Waarom dit relevant is voor veroudering en kanker
De samenstelling van celmembranen verandert met de leeftijd. Ouder wordende cellen hebben een andere vetsamenstelling in hun membraan, wat de werking van receptoren zoals EGFR kan beïnvloeden. Als het membraan mede bepaalt hoe sterk groeisignalen worden doorgegeven, dan betekent dat dat veroudering van het membraan bijdraagt aan de verstoorde celsignalering. Die is kenmerkend voor ouder worden en voor sommige vormen van kanker.
Bovendien heeft de ontdekking implicaties voor medicijnontwikkeling. Bestaande EGFR-remmers richten zich op de receptor zelf. Maar als het membraan de activiteit van de receptor mede aanstuurt, dan is er een tweede aanknopingspunt voor therapie. Medicijnen die de membraansamenstelling beïnvloeden, of die de interactie tussen membraan en receptor verstoren, zouden een alternatieve of aanvullende strategie kunnen bieden. Ook bij tumoren die resistent zijn geworden voor bestaande EGFR-remmers.
Complexiteit van het membraan maakt onderzoek lastig
De onderzoekers gebruikten gemodificeerde celmembranen met een gecontroleerde samenstelling om de invloed van specifieke vetmoleculen op EGFR-activiteit te isoleren. Dat is methodologisch ingenieus, want het normale celmembraan bestaat uit honderden verschillende moleculen die voortdurend van positie wisselen. Die complexiteit maakt het moeilijk om in een levende cel precies na te gaan wat het membraan doet met een specifiek eiwit.
De studie biedt een mechanistisch inzicht dat de manier waarop we denken over celsignalering bijstelt. De receptor is niet alleen zelf een schakelaar. De context waarin hij bestaat, bepaalt mede hoe hij schakelt. Hoe ver die logica reikt, en welke andere receptoren op vergelijkbare wijze door hun membraanomgeving worden beïnvloed, is nog een open vraag.