Dieren

’s Werelds grootste knaagdier helpt in strijd tegen kanker

Genetisch onderzoek naar dit Zuid-Amerikaanse knaagdier toont aan hoe het zo groot kon worden – en hoe het de kans op kanker verlaagt. dinsdag, 2 oktober 2018

Door Carrie Arnold

Op een planeet waar het wemelt van de merkwaardige dieren, is de capibara echt een buitenbeentje.

Dit Zuid-Amerikaanse dier ter grootte van een klein mens is zestigmaal groter dan zijn moderne verwanten en is daarmee het grootste knaagdier op aarde. Capibara’s brengen hun dagen vooral aan rivieroevers door en zijn relaxed genoeg om als zitplaats voor talloze andere dieren te dienen.

Maar de vraag waarom capibara’s zich tot zulke vriendelijke reuzen hebben ontwikkeld, bleef lange tijd in raadselen gehuld – tot nu toe.

In een nieuwe studie – die is gepubliceerd op de preprint-website bioRxiv– heeft een team van wetenschappers uit Colombia, Zweden en de VS het DNA van de capibara gesequentieerd en vond daarbij aanwijzingen voor een groeisysteem in de turbostand. Het onderzoek onthulde ook de genetische handtekening van een mechanisme dat de dieren mogelijk preventief tegen kanker beschermt en in de toekomst als nieuwe behandelmethode kan worden ingezet.

De hoofdauteur van het onderzoek, Santiago Herrera-Álvarez, begon als masterstudent aan de Universidad de los Andes in Bogotá onderzoek te doen naar capibara’s. In 2014-2015 werd Colombia getroffen door een zware droogte, waardoor veel rivieren opdroogden en het landschap verschroeid achterbleef. Door de schaarse plantengroei verhongerden veel capibara’s en namen hun aantallen snel af.

Maar Herrera-Álvarez was niet zozeer geïnteresseerd in de directe gevolgen van de droogte. Deze episode had zijn nieuwsgierigheid naar deze schattig ogende mix van hamster en mininijlpaard gewekt en naar de vraag hoe deze knaagdieren zich hebben kunnen ontwikkelen.

“De capibara is een van de iconen van het Zuid-Amerikaanse dierenrijk,” zegt hij.

Evolutie van een reus

De voorouders van de capibara ontwikkelden zich tachtig miljoen jaar geleden in Afrika en arriveerden zo’n veertig miljoen jaar later in Zuid-Amerika. Hun directe verwanten zijn allemaal kleine knaagdiertjes, zoals de rotsmoko’s, die in het bushland van oostelijk Brazilië leven en minder dan een kilo wegen.

Knaagdieren zijn meestal klein omdat kleine dieren zich beter kunnen verschuilen en omdat grotere roofdieren ze niet de moeite waard vinden om op te jagen, aldus evolutionair biologe V. Louise Roth van de Duke University. Maar in de tijd dat de capibara’s in Zuid-Amerika arriveerden, kwamen in deze regio vrijwel geen dieren voor die op ze jaagden, waardoor deze voorlopers zich tot veel grotere dieren konden ontwikkelen.

“Zonder roofdieren wordt de druk op knaagdieren om klein te blijven geleidelijk minder,” legt Roth uit.

Volgens het nieuwe onderzoek lag het antwoord op de vraag waarom de capibara vele malen groter is geworden dan andere knaagdieren, lange tijd verborgen in het DNA van het dier. Caviomorpha of ‘cavia-achtigen’ – de groep knaagdieren waartoe ook de capibara behoort – hebben namelijk allemaal een unieke vorm van insuline.

Naast het reguleren van de bloedsuiker geeft insuline ook opdracht aan cellen om zich te delen. Herrera-Álvarez en zijn collega’s ontdekten dat capibara’s niet over grotere hoeveelheden insuline beschikken, maar dat hun insuline – gedurende miljoenen jaren van natuurlijke selectie – steeds efficiënter was geworden in het aanzetten van cellen om zich te delen. Daardoor werd de lichaamsgroei van de dieren aangezwengeld en ontwikkelden ze zich tot harige reuzen van 45 kilo of meer.

Risicomanagement

Een grote lichaamsomvang brengt zo de nodige risico’s met zich mee. Capibara’s hebben meer voedsel nodig om dat grote lichaam te onderhouden en ze krijgen door die omvang ook te maken met een verhoogd risico op kanker.

Elke cel loopt een zekere kans om kwaadaardig te worden, dus hoe meer cellen een dier heeft, des te groter zou de kans moeten zijn dat het kanker ontwikkelt. Maar dat is niet wat er bij veel dieren gebeurt. Zo zijn olifanten duizenden keren groter dan muizen maar lopen ze minder risico om kanker te ontwikkelen. Dit wordt de ‘Peto-paradox’ genoemd en biologen zijn meerdere mechanismen op het spoor gekomen die tijdens de evolutie door grote dieren zijn ontwikkeld om kanker in de kiem te smoren.

Zo ontdekten ze dat Aziatische en Afrikaanse olifanten bij de celdeling hun DNA nauwkeuriger ‘spellen’ dan andere dieren, waardoor het aantal kankerverwekkende mutaties laag blijft. En Groenlandse walvissen hebben gedurende hun evolutie betere mechanismen ontwikkeld om ongecontroleerde celdeling tegen te gaan.

Het team van Herrera-Álvarez ontdekte dat capibara’s een geheel nieuwe tactiek hebben ontwikkeld. In het genoom van de dieren troffen ze aanwijzingen aan dat hun immuunsysteem veel beter is in het opsporen en vernietigen van cellen die zich te snel delen. Met andere woorden, de knaagdieren hebben gedurende hun evolutie een eigen vorm van immuuntherapie tegen kanker uitgevonden.

“Ik was erg verrast. Ik had niet verwacht dat het immuunsysteem erbij betrokken was,” zegt hij.

“Wat ze hebben ontdekt, lijkt duidelijk te verschillen van wat er bij andere dieren gebeurt,” zegt Vincent Lynch, bioloog en evolutionair kankeronderzoeker aan de University of Chicago. “Misschien is het niet zo moeilijk als we dachten om dit soort kankerbestrijdende reactiepaden te ontwikkelen.”

Zowel Lynch als Roth prijst de nieuwe studie en roemt het werk van de onderzoekers als grondig en creatief, hoewel ze ervoor waarschuwen dat de resultaten voorlopig zijn en door verdere experimenten in het laboratorium opgevolgd moeten worden.

Ook de vraag of de capibara officieel tot reus onder de knaagdieren kan worden uitgeroepen, is nog niet beantwoord.

“Biologen kennen eigenlijk geen definitie voor ‘reus’,” zegt Roth. “Het gaat er uiteindelijk om hoezeer je onder de indruk van deze dieren bent.”

Lees ook: Waarom krijgen olifanten zelden kanker?

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer