Functional and cellular changes after royalactin treatment in C. elegans

Wormen in de troonzaal: wat één eiwit uit koninginnengelei kan betekenen voor mens en dier

In de bijenkorf heerst een absolute monarchie: de koningin is groter dan de werksterbijen, leeft tien keer langer en legt tot 1.500 eieren per dag. Een scherp contrast met de grotendeels steriele onderklasse dus, en dat heeft wetenschappers al jaren lang geïntrigeerd. Hoe komt het dat sommige bijen uitgroeien tot koninginnen en anderen niet? Het antwoord heeft voor één keer niets met genetica te maken, maar alles met voeding. Larven die koninginnen zullen worden, krijgen een speciale soort voeding voorgeschoteld: koninginnengelei. Dit ingewikkelde mengsel van suikers, vetten en eiwitten - waarvan sommigen nergens anders in de natuur voorkomen – heeft de kracht om de levensduur, vruchtbaarheid en grootte van een organisme drastisch te veranderen. Een vraag die elke futurist zich dan met fonkelende ogen stelt: geldt dat ook voor andere dieren? …En hoe zit dat dan met mensen?

De consumentenmarkt hoefde echter niet op een antwoord te wachten, en koninginnengelei was al in de jaren vijftig van de vorige eeuw een echte hype: het werd geprezen als miraculeus verjongingsmiddel voor de huid, zonder dat eigenlijk iemand de werking ervan begreep.

De zoektocht naar de actieve bestanddelen in koninginnengelei ging moeizaam, en dat hoeft niet te verwonderen: het was zoeken naar een moleculaire speld in een plakkerige hooiberg. In 2011 kwam echter de doorbraak: de Japanse onderzoeker Masaki Kamakura ontdekte dat het koninginnengelei-eiwit royalactine in staat was bijenlarven te doen opgroeien tot koninginnen. Maar wat nog meer verbazing schepte: royalactine was eveneens in staat om fruitvlieg-larven te doen veranderen in een soort pseudo-koninginnen: deze fruitvliegen waren groter, leefden langer en legden meer eieren. De vraag van de futurist leek relevanter dan ooit: zullen we op een dag allemaal een scheutje royalactine bij onze cornflakes doen en als onsterfelijke übermenschen de straat op paraderen?

Misschien, maar laten we niet van stapel lopen. Het was één ding om aan te tonen dat royalactine het werkzame bestanddeel is in koninginnengelei, en dat dit effect overdraagbaar is naar een andere insectensoort, maar voor we dit middeltje tot superdrug bombarderen moeten er eerst nog een aantal hordes genomen worden. De scriptie van Pieter Van de Walle besloot zo’n horde voor zijn rekening te nemen, en wel met behulp van een organisme dat je misschien niet zou verwachten in onderzoek naar nieuwe middelen tegen veroudering: de kleine rondworm Caenorhabditis elegans – C. elegans voor de vrienden. De waarheid is echter dat deze nematode al decennialang gebruikt wordt als pioniersmodel bij verouderingsonderzoek. De bijna microscopische beestjes hebben een handig formaat (denk ter vergelijking even aan de gangen vol muizenkooien die vaak in onderzoek gebruikt worden), leven slechts enkele weken (erg handig als je de levensduur wilt meten) en vertonen eigenlijk heel wat gemeenschappelijke kenmerken met mensen als het op veroudering aankomt. Bij het ouder worden vertoont C. elegans namelijk spierverslapping, verminderde lenigheid en een achteruitgaand geheugen; fenomenen waar we de ouderen van dagen vast heel wat empathie voor kunnen opbrengen. C. elegans lijkt dus het perfecte organisme om onze kennis over het koninginnen-eiwit royalactine een stapje verder te brengen. Het is tijd om de wormen te introduceren tot de troonzaal.

En die introductie verliep met groot succes: royalactine verlengt wel degelijk de levensduur van de kleine rondworm C. elegans, en zorgt er eveneens voor dat de wormpjes langer gezond blijven. Maar over hoe dat precies werkt en welke dingen er nog allemaal veranderen in het lichaam van de worm, was nog niet veel geweten. De scriptie Functional and cellular changes after royalactin treatment in C. elegans brengt daar verandering in. In de eerste plaats werden enkele belangrijke spelers gevonden in het signaalnetwerk van moleculen dat aangezet wordt bij het toevoegen van royalactine. Die signaalnetwerken bestaan uit moleculaire puzzelstukjes die samenwerken om een stof uit de omgeving een bepaald effect te laten uitvoeren in het lichaam.

Wat blijkt nu? Royalactine zet het goed gekende EGFR-netwerk in gang. Dit netwerk ontstond erg vroeg in de evolutie en is essentieel voor het regelen van de ontwikkeling en groei van talloze organismen. Geen wonder dat zowel bijen, fruitvliegen als wormen een levensverlengend effect ondergaan! De droom lijkt bijna werkelijkheid: de betrokkenheid van een geconserveerd signaalnetwerk impliceert dat het effect van royalactine een universeel kantje heeft.

Maar er is meer. De scriptie toont eveneens aan dat wormen die met royalactine gevoed zijn, een hogere resistentie vertonen tegen schadelijke stoffen. Zo werden de wormen behandeld met waterstofperoxide, bekend als bleekmiddel bij de meeste mensen, maar ook een uitstekende simulatie voor schade op moleculair niveau. Na enkele uren in waterstofperoxide waren de meeste controle-wormen dood, maar een groot deel van de diertjes die royalactine hadden gekregen, leefde nog. Hetzelfde effect werd bereikt wanneer de wormen een schadelijke hitte-behandeling ondergingen; opnieuw kwamen de royalactine-behandelde wormen er beter van af. De conclusie lijkt duidelijk: wormen die royalactine te eten hebben gekregen, leven niet alleen langer, ze zijn ook beter beschermd tegen schadelijke stoffen.

Samengenomen zetten deze resultaten de deur op een kier voor geweldige toekomstdromen, en misschien zal royalactine inderdaad tussen de lijst met ingrediënten staan van groeimelk uit het jaar 2050, maar laten we even nuanceren. Het levensverlengende effect van royalactine in C. elegans is veel kleiner dan in honingbijen (een tienmaal langere levensduur voor koninginnenbijen tegenover een verlenging van 30% bij wormen die met royalactine behandeld werden) en er is tot op heden nog geen bewijs om te geloven dat mensen ook maar enig effect ondervinden van een royalactine-behandeling.

We mogen echter wel dromen, maar laten we dan verantwoord dromen en ons afvragen of dat eigenlijk wel is wat we willen: nog langer gaan leven. In de Westerse wereld, die zodanig overbevolkt en vergrijsd is, wordt de zorg voor ouderen een steeds zwaardere taak voor de samenleving. De maatschappelijke taak van middelen zoals royalactine lijkt daarom eerder het garanderen van een gezonde, actieve oude dag.