Vleermuis-DNA onthult link tussen virusafweer, lang leven en kankerweerstand

Vleermuizen zijn vreemde eenden in de bijt van de zoogdierenwereld. Ze vliegen, worden decennia oud voor hun formaat en lopen zelden tegen kanker aan. Een internationaal team van wetenschappers, geleid door onderzoekers van de University of Vermont en Penn State University, ontdekte nu waarom. Volgens hun studie, gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature, zit het geheim in de manier waarop het DNA van vleermuizen reageert op ziekteverwekkers. Genen die in de loop van de evolutie zijn aangepast aan virussen, blijken ook een rol te spelen bij een lang leven en bij bescherming tegen kanker.

Het onderzoeksteam bracht het genoom van acht soorten Myotis-vleermuizen in kaart, een van de grootste vleermuisgeslachten ter wereld. Door genoomassemblage te combineren met celexperimenten, speurden de wetenschappers naar sporen van evolutionaire aanpassing aan virussen. Daaruit bleek een opvallend verschil met mensen: waar het menselijk immuunsysteem vooral is toegesneden op RNA-virussen zoals griep en SARS-CoV-2, hebben vleermuizen zich sterker aangepast aan DNA-virussen zoals hepatitis B en herpesvirussen. Dat verschil kan verklaren waarom sommige ziektes van vleermuizen op mensen kunnen overspringen, en andersom.

Extra kopieën van een afweergen

Een sleutelrol is weggelegd voor het gen PKR (protein kinase R), een onderdeel van het aangeboren immuunsysteem dat bij vrijwel elk zoogdier in enkelvoud voorkomt. Bij sommige Myotis-vleermuizen troffen de onderzoekers twee of zelfs drie kopieën van dit gen aan. Die extra kopieën ontstaan door zogeheten kopie-aantal-variatie: in plaats van dat een gen bij een mutatie kapotgaat, ontstaat een tweede versie die een net iets andere functie kan krijgen. Volgens hoofdonderzoeker Elise Lauterbur van de University of Vermont is dat een efficiënte manier om nieuwe eigenschappen te verzamelen zonder de oorspronkelijke functie te verliezen.

In celkweekexperimenten voegden de onderzoekers extra PKR-kopieën toe aan cellen en testten ze de reactie op een poxvirus en op een chemotherapiemiddel dat DNA-schade veroorzaakt. Cellen van de langlevende gewone dwergvleermuis (Myotis lucifugus) bleken bij zware schade sneller over te gaan tot het opruimen van beschadigde cellen, in plaats van te proberen ze te herstellen. Dat mechanisme van gerichte DNA-reparatie en celopruiming wordt gezien als belangrijk in de bescherming tegen kanker, omdat het voorkomt dat beschadigde cellen zich ongecontroleerd blijven delen.

Weefsel verzamelen zonder dieren te doden

Voor het onderzoek ontwikkelde bioloog Juan Manuel Vazquez van Penn State University een nieuwe manier om weefsel te verzamelen: in plaats van organen te oogsten, namen de onderzoekers piepkleine huidmonsters uit de vleugels van levende vleermuizen, vergelijkbaar met een oorpiercing. Daaruit kweekten ze cellijnen om de genomen te reconstrueren, een methode die volgens Vazquez ook bij andere diersoorten toepasbaar is zonder dat dieren hoeven te sterven.

De bevindingen sluiten aan bij het groeiende besef dat veroudering, kankerresistentie en afweer tegen ziekteverwekkers geen aparte biologische processen zijn, maar met elkaar verweven. Het onderzoeksteam benadrukt dat het nog te vroeg is om de aanpassingen van vleermuizen direct te vertalen naar behandelingen voor mensen. Toch bieden de inzichten in longevity-onderzoek nieuwe aanknopingspunten: als dezelfde genetische route meerdere leeftijdsgebonden problemen tegelijk kan aanpakken, hoeven veroudering, virusinfecties en kanker niet langer als losse puzzels te worden behandeld.