Hoe weet een cel wanneer hij moet stoppen met delen?

De cel heeft ingebouwde controlepunten in haar delingscyclus. Het belangrijkste ligt op de overgang van de voorbereidingsfase naar de DNA-kopieerfase. Op dat moment beslist een netwerk van eiwitten of de cel door mag gaan. Een eiwit genaamd Rb werkt als rem: zolang die rem vastzit, deelt de cel niet. Speciale 'motoreiwit-paren' (cyclinen en hun partners) moeten die rem loslaten. Als er iets niet klopt, grijpt een ander eiwit, p53, in: het activeert zijn helper p21, die de motoren blokkeert en de rem op slot houdt.

Ook tijdens het kopiëren van DNA zelf kan een alarm afgaan. Als het mechanisme dat de DNA-helix openwikkelt losgekoppeld raakt van het mechanisme dat de kopie maakt, stuurt de cel een noodsignaal uit. Alle kopieerplekken in de cel stoppen dan gelijktijdig. Dit voorkomt dat half-gekopieerd of beschadigd erfelijk materiaal wordt doorgegeven aan dochtercellen.

Lukt het de cel niet om de schade te herstellen, dan kan de stop permanent worden. Dat heet cellulaire senescentie: de cel leeft door maar deelt nooit meer. Deze toestand is een fundamenteel verouderingsmechanisme dat op de lange termijn bijdraagt aan kanker, aderverkalking en gewrichtsaandoeningen. Bij nierschade heeft de tijdelijke stop juist een beschermende functie: hij geeft de cel de kans te herstellen. Twee eiwitten die dan in de urine verschijnen, kunnen die stop vroeg signaleren, nog voor klassieke nierschadesymptomen optreden.

Ziekteverwekkers maken misbruik van hetzelfde systeem. Het cytomegalovirus (een herpesvirus) zet de cel op slot terwijl het tegelijk de kopieer-genen aanzet, een ideale omgeving voor het virus. De bacterie die veteranenziekte veroorzaakt, plakt via een injecteert eiwit een chemisch label op ribosomen, de eiwitfabrieken van de cel, waarna de eiwitsynthese hapert en de deling stopt. Het virus en de bacterie doen dit niet om de cel te beschermen, maar om zichzelf beter te kunnen vermenigvuldigen.

Onderzoekers proberen ook dit systeem gericht in te zetten. Het malariamiddel artesunaat remt in celkweek en dieronderzoek het gaspedaal van de celcyclus via een antioxidantsignaal, wat in het oog fibrose kan tegengaan. Of dat bij mensen werkt, is nog niet onderzocht. Een ander laboratoriumgereedschap maakt een bestaand chemotherapiemiddel lichtgevoelig, zodat celdeling met een lichtpuls op een exact moment gestopt kan worden. Dat is vooralsnog een onderzoekstool, geen behandeling.