Wereldwijd worden veel supplementen verkocht met antioxidanten, zoals vitamine C en E. Deze supplementen zouden kanker en veroudering tegengaan. Nieuw onderzoek van UMC Utrecht trekt de gedachte achter de beschermende rol van antioxidanten in twijfel, en dat plaatst het gebruik van supplementen met hoge doses antioxidanten in een ander licht.
Antioxidanten kunnen schade aan het DNA voorkomen, is de wijdverspreide aanname. Die beschadiging zou ontstaan door het vrijkomen van vrije radicalen tijdens de energieproductie in onze cellen. Deze redenatie is vaak zelfs de basis voor het idee dat deze antioxidantsupplementen veroudering en kanker zouden kunnen tegengaan. Maar uit nieuw onderzoek blijkt de aanname dat vrije radicalen uit de energieproductie DNA-schade veroorzaken niet te kloppen.
Het vermoeden dat deze aanname niet klopt, bestaat al langer, en de onderzoeksgroep van associate professor Tobias Dansen uit het UMC Utrecht levert daar nu belangrijk bewijs voor in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications.
“Het klinkt heel aantrekkelijk: ‘Als we een pil slikken die radicalen wegvangt kunnen we misschien wel kanker voorkomen, gezond blijven en heel oud worden.’ Maar zo werkt het helaas gewoon niet”, aldus Tobias.
Hoe zat het ook alweer?
Wanneer zuurstof wordt gebruikt bij de verbranding van voedingsstoffen in het lichaam, komen er vrije zuurstofradicalen en hiervan afgeleide stoffen vrij, samen ook wel Reactive Oxygen Species (ROS) genoemd. Mitochondriën, de energiefabriekjes van onze cellen, spelen hierin een belangrijke rol en zorgen voor de productie van deze ROS. Zoals de naam al suggereert, zijn deze stoffen erg reactief. Dat wil zeggen dat ze gemakkelijk een chemische reactie kunnen aangaan, bijvoorbeeld een reactie waarbij DNA beschadigd raakt. Beschadiging van het DNA kan leiden tot mutaties, en mutaties kunnen kanker veroorzaken.
Antioxidanten, zoals vitamine C en E, zijn stoffen die ROS kunnen wegvangen. De onderzoeksgroep van Dansen houdt zich bezig met de moleculaire mechanismen rondom ROS. Wat doen deze in onze cellen? En welke rol spelen ze in ziektes zoals kanker en ouderdomsziekten?
Geen direct bewijs
Er wordt vaak verondersteld dat ROS uit de energieproductie in de mitochondriën verantwoordelijk zijn voor schade en mutaties aan het DNA en zo bijdragen aan het ontstaan van kanker. “Dat is op het eerste gezicht geen vreemde gedachte: DNA kan door ROS worden beschadigd, en mitochondriën zijn de belangrijkste bron van ROS in de cel. Maar feitelijk is er helemaal geen bewijs voor een direct verband tussen ROS uit de energieproductie en schade aan het DNA verderop in de celkern,” vertelt Daan van Soest, promovendus bij Tobias’ onderzoeksgroep.
Meer inzicht dankzij een nieuw systeem
Met een beurs van KWF Kankerbestrijding ontwikkelde het Dansen Lab een nieuw systeem. Daarmee kunnen heel nauwkeurig exacte hoeveelheden ROS op specifieke plekken in de cel gemaakt worden. Met behulp van een eiwit dat oorspronkelijk afkomstig is uit gist bedachten de onderzoekers een slim trucje. Dit eiwit produceert namelijk ROS zodra het stofje (D-Ala) aan de cellen wordt toegevoegd. De hoeveelheid toegevoegde D-Ala bepaalt de hoeveelheid ROS die er wordt gemaakt. Ze maakten dit eiwit vast aan de mitochondriën. Hierdoor kan worden nagebootst wat het effect is van ROS die door mitochondriën worden geproduceerd, zonder in te grijpen op de energiehuishouding.
Geen DNA-schade door energiehuishouding
Daan vroeg zich af of ROS die geproduceerd worden door de mitochondriën kunnen leiden tot DNA-schade in de celkern. Hiervoor moeten deze ROS namelijk wel eerst de weg afleggen van de mitochondriën naar het DNA.
“Die tussenstap is eigenlijk nooit goed onderzocht. Dat hebben wij nu gedaan”, legt Daan uit. En wat blijkt? ROS geproduceerd door onze energiehuishouding (in de mitochondriën) bereikt het DNA in de celkern helemaal niet en veroorzaakt daar dus geen schade. “Er moet wel zo’n 100 keer zoveel ROS geproduceerd worden dan er normaal door de mitochondriën gemaakt wordt om tot DNA-schade te kunnen leiden”, zegt Daan.
De miljardenindustrie van antioxidantsupplementen is deels gebaseerd op een mechanisme dat nu ontkracht lijkt te zijn. “Die gaan ons verhaal misschien niet zo leuk vinden”, merkt Tobias op. “Want het idee dat onze energiehuishouding zou zorgen voor DNA-schade vormt juist de basis voor de gedachte dat antioxidanten werken tegen kanker en veroudering.”
Het is een van de redenen dat antioxidanten populair zijn en door veel mensen worden geslikt. De onderzoekers hopen duidelijk te maken dat hier dus geen direct bewijs voor lijkt te zijn, en dat het bijslikken van hoge doses antioxidanten mogelijk ook negatieve effecten heeft.
De keerzijde van antioxidanten
Vrije radicalen hebben ook belangrijke functies in ons lichaam. Eerder onderzoek door Tobias’ team liet namelijk al zien dat ze onmisbaar zijn voor correcte celdeling. De onderzoekers zetten daarom vraagtekens bij het slikken van hoge doseringen antioxidanten omdat hiermee mogelijk ook deze positieve effecten worden weggenomen.
Ook voor kankerpatiënten is er nog veel onduidelijkheid over de effecten van het slikken van antioxidanten. Tobias: “Er zijn genoeg studies waarbij antioxidanten juist een negatief effect laten zien. Bijvoorbeeld muisstudies waarbij uitzaaiingen sneller terugkomen bij het toedienen van antioxidanten. We zien ook dat sommige tumorcellen juist meer antioxidanten nodig hebben om te overleven dan gezonde cellen, en dat dus juist die tumorcellen baat hebben bij extra antioxidanten. Het is een heel complex verhaal waarbij allerlei factoren meespelen.”
Volgens de onderzoekers zijn er nog te veel vraagtekens om een concreet advies te vormen over het slikken van extra antioxidanten voor kankerpatiënten. “Blijf of ga in overleg met een behandelend arts over het slikken van antioxidanten”, is hun advies.
Een vraag die de onderzoekers in de toekomst willen beantwoorden is waar (oxidatieve) DNA-schade in de celkern dan wél vandaan komt. Deze schade komt in ieder geval dus niet door ROS afkomstig van de energiehuishouding, maar misschien dat andere processen daar wel een rol in spelen. Ook zijn de onderzoekers benieuwd of de moleculaire mechanismen rondom ROS meer kunnen vertellen over het ontstaan van kanker en de effectiviteit van bestaande therapieën. Wellicht geeft dit ook aanknopingspunten voor nieuwe behandelingen.
“We zien nog vaak langskomen dat iets als gezond wordt bestempeld omdat er veel antioxidanten in zitten. Van alles bestaat een teveel, ook bij antioxidanten. We hopen dat ons onderzoek bijdraagt aan het idee dat vrije radicalen niet per se iets slechts zijn en het wegvangen ervan door antioxidanten dus ook niet per se goed is”, sluit Daan af.
Meer lezen?
Lees het artikel 'Mitochondrial H2O2 release does not directly cause damage to chromosomal DNA' in Nature Communicaties.
