Samenvatting - Biomedische Onderzoekstechnieken
1 Carcinogeniciteit
In dit gedeelte worden de basisprincipes van kanker en tumorgroei behandeld. Kanker wordt
beschreven als een ongeremde celdeling, veroorzaakt door genetische mutaties. Daarnaast wordt het
onderscheid tussen goedaardige en kwaadaardige tumoren uitgelegd.
1.1 Kanker
Kanker is een ernstige ziekte die wereldwijd veel voorkomt en vaak gelinkt wordt aan de moderne
samenleving en milieuvervuiling.
De naam "kanker" komt van het Latijnse woord cancer, dat ‘kreeft’ betekent, wat verwijst naar de
rode, gezwollen bloedvaten rond tumoren die in de oudheid werden waargenomen.
De ziekte wordt gekenmerkt door ongecontroleerde en autonome celdeling, waarbij cellen hun
vermogen verliezen om te stoppen met delen, en waarbij er vaak een vermindering in specialisatie
optreedt. Dit proces is onomkeerbaar.
Celdeling en differentiatie
Alle cellen in het lichaam ontstaan uit precursorcellen (= primitieve stamcellen), die zich in het
embryo beginnen te delen. Deze stamcellen ontwikkelen zich tot specifieke celtypen, zoals bloed- of
huidcellen.
Naarmate de cellen meer gespecialiseerd raken, verliezen ze hun vermogen om zich te delen. Hoog
gespecialiseerde cellen, zoals neuronen of hartspiercellen, kunnen helemaal niet meer delen en
veroorzaken daardoor geen kanker.
Kanker ontstaat dus uit cellen die wel nog kunnen delen. De exacte oorzaak van de ongeremde groei is
nog onbekend, maar men weet dat groeifactoren, zoals PDGF (plaatjesgroeifactor), FGF
(fibroblastgroeifactor) en IGF (insuline-achtige groeifactor), een belangrijke rol spelen. Deze factoren
binden aan receptoren op het celoppervlak en stimuleren de celdeling.
Oncogenen en tumorsuppressorgenen
Er zijn twee soorten genen betrokken bij celdeling, die bij verstoring kunnen leiden tot kanker:
• Oncogenen: Deze genen zijn aanwezig in gezonde cellen en stimuleren de celdeling d.m.v. de
aanmaak van bepaalde eiwitten. Ze komen normaal enkel tot expressie bij mitose, maar bij
mutaties worden deze genen overactief, wat leidt tot ongecontroleerde celdeling. Deze mutaties
zijn dominant, wat betekent dat slechts één mutatie in een oncogen genoeg is om kanker te
veroorzaken.
• Tumorsuppressorgenen: Deze genen remmen de celdeling en zorgen voor herstel van DNA-
schade. Wanneer deze genen niet meer goed functioneren door mutaties (die recessief zijn), kan
dit ook leiden tot ongecontroleerde celgroei.
,Contactinhibitie
Een belangrijk kenmerk van normale cellen is dat ze stoppen met delen zodra ze in contact komen
met andere cellen, wat "contactinhibitie" wordt genoemd. Bij kankercellen is dit mechanisme
verstoord, waardoor ze blijven delen, zelfs als ze omringd zijn door andere cellen. Dit leidt tot de
vorming van tumoren, waarbij kankercellen vaak meer lijken op primitieve voorlopercellen.
1.2 Goedaardige en kwaadaardige tumoren
Een tumor is een abnormale massa van cellen die ontstaat wanneer cellen ongecontroleerd beginnen
te delen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen goedaardige en kwaadaardige tumoren, gebaseerd op
hun biologische gedrag en het vermogen om schade aan te richten.
Goedaardige tumoren
• Niet invasief => blijven in oorspronkelijk weefsel
• Geen metastasen => vormen geen uitzaaiingen
Kwaadaardige tumoren
• Wel invasief => dringen omliggende weefsels binnen
• Wel metastasen => vormen uitzaaiingen naar andere delen vh lichaam
Over het algemeen zijn goedaardige tumoren niet levensbedreigend, tenzij ze zich op kritieke plaatsen
bevinden, zoals in de hersenen of in een bloedvat, of als ze gevaarlijke stoffen afscheiden.
Kwaadaardige tumoren leiden, wanneer onbehandeld, vaak tot de dood.
1.2.1 Tumorgroei
De groei van kankercellen is ongeordend en niet noodzakelijk sneller dan die van normale cellen. Het
probleem bij kanker is dat het evenwicht tussen de aanmaak van nieuwe cellen en het afsterven van
oude cellen is verstoord. Er worden meer cellen geproduceerd dan er afsterven, wat leidt tot de groei
van de tumor.
1.3 Kankeretiologie (carcinogenese)
Kankeretiologie (= carcinogenese) verwijst naar de oorzaken en ontwikkeling van kwaadaardige
tumoren. Hoewel de oorzaak van de meeste tumoren onbekend is, buiten de link tussen tabaksrook
en longkanker. Een carcinogeen is een kankerverwekker.
We verdelen deze over 3 categorieën:
1. Chemische carcinogenese
2. Fysische carcinogenese
3. Virale carcinogenese
,1.3.1 Chemische carcinogenese
Chemische carcinogenese houdt in dat bepaalde chemische stoffen kanker kunnen veroorzaken.
De eerste ontdekking hiervan was door Sir Percival Pott (1775) toen scrotumkanker werd gelinkt aan
schoorsteenvegers (door roet).
Chemische carcinogenen
• Directe carcinogenen reageren direct door een covalente binding aan te gaan met
macromoleculen, zoals stikstofmosterd en benzylchloride.
• Indirecte carcinogenen vereisen eerst enzymatische omzetting (bijv. in de lever) tot een
reactief bestanddeel. Voorbeelden zijn polycyclische koolwaterstoffen en aflatoxine B1.
Verschillende carcinogenen richten zich op specifieke organen:
• Polycyclische koolwaterstoffen: Omzetting → huidkanker
• Aflatoxine B1: Omzetting en binding met DNA die mutatie veroorzaakt → leverkanker
• Aromatische aminen en azolkleurstoffen: Blaas- en leverkanker.
• Nitrosaminen: Maag- en darmkanker.
• Metalen zoals cadmium, nikkel en lood: Diverse kankers.
1.3.1.1 Factoren die chemische carcinogenese beïnvloeden
1. Enzymactiviteit: Pasgeborenen zijn gevoeliger vanwege de hogere activiteit van gemengde
functie oxidasen (rol bij metabolisme).
2. Hormonale status: Hormonen kunnen invloed hebben op gevoeligheid voor bepaalde
kankerverwekkende stoffen. Vrouwen zijn gevoeliger aan aminoazotolueen en
diethylnitrosamine. Mannen zijn gevoeliger aan aromatische aminen.
3. Dieetsamenstelling: Een dieet met weinig eiwitten kan de gevoeligheid voor leverkanker
verminderen door lagere oxidase-activiteit.
, 1.3.1.2 Chemische carcinogenese en mutageniciteit
Veel kankerverwekkende stoffen zijn mutageen, wat betekent dat ze DNA-mutaties veroorzaken.
Ongeveer 90% van de carcinogenen is ook mutageen. De Ames test, een test voor mutageniciteit met
bacteriën, is ontwikkeld om de mutagene werking van chemische stoffen te testen.
De test gebruikt bacteriën (meestal Salmonella typhimurium) die genetisch gemodificeerd zijn zodat
ze een defect hebben in een gen dat nodig is om het aminozuur histidine te produceren. Als de geteste
stof mutaties in het bacteriële DNA veroorzaakt, herstellen de bacteriën deze functie en beginnen ze
weer te groeien, wat wijst op een mutagene eigenschap van de stof.
1.3.1.3 Chemische carcinogenese als een veelstapsproces
1. Initiatie: Een onomkeerbaar proces waarbij een chemische stof (carcinogeen) een mutatie
veroorzaakt in het DNA.
2. Promotie: De geactiveerde cel groeit verder onder invloed van een promotor, zonder dat
autonome groei optreedt.
3. Progressie: De cel groeit autonoom, onafhankelijk van de initiërende kankerverwekkende stof.
4. Kanker: De tumor groeit verder en pas als het metastaseert (uitzaait) spreekt men van kanker.
1 Carcinogeniciteit
In dit gedeelte worden de basisprincipes van kanker en tumorgroei behandeld. Kanker wordt
beschreven als een ongeremde celdeling, veroorzaakt door genetische mutaties. Daarnaast wordt het
onderscheid tussen goedaardige en kwaadaardige tumoren uitgelegd.
1.1 Kanker
Kanker is een ernstige ziekte die wereldwijd veel voorkomt en vaak gelinkt wordt aan de moderne
samenleving en milieuvervuiling.
De naam "kanker" komt van het Latijnse woord cancer, dat ‘kreeft’ betekent, wat verwijst naar de
rode, gezwollen bloedvaten rond tumoren die in de oudheid werden waargenomen.
De ziekte wordt gekenmerkt door ongecontroleerde en autonome celdeling, waarbij cellen hun
vermogen verliezen om te stoppen met delen, en waarbij er vaak een vermindering in specialisatie
optreedt. Dit proces is onomkeerbaar.
Celdeling en differentiatie
Alle cellen in het lichaam ontstaan uit precursorcellen (= primitieve stamcellen), die zich in het
embryo beginnen te delen. Deze stamcellen ontwikkelen zich tot specifieke celtypen, zoals bloed- of
huidcellen.
Naarmate de cellen meer gespecialiseerd raken, verliezen ze hun vermogen om zich te delen. Hoog
gespecialiseerde cellen, zoals neuronen of hartspiercellen, kunnen helemaal niet meer delen en
veroorzaken daardoor geen kanker.
Kanker ontstaat dus uit cellen die wel nog kunnen delen. De exacte oorzaak van de ongeremde groei is
nog onbekend, maar men weet dat groeifactoren, zoals PDGF (plaatjesgroeifactor), FGF
(fibroblastgroeifactor) en IGF (insuline-achtige groeifactor), een belangrijke rol spelen. Deze factoren
binden aan receptoren op het celoppervlak en stimuleren de celdeling.
Oncogenen en tumorsuppressorgenen
Er zijn twee soorten genen betrokken bij celdeling, die bij verstoring kunnen leiden tot kanker:
• Oncogenen: Deze genen zijn aanwezig in gezonde cellen en stimuleren de celdeling d.m.v. de
aanmaak van bepaalde eiwitten. Ze komen normaal enkel tot expressie bij mitose, maar bij
mutaties worden deze genen overactief, wat leidt tot ongecontroleerde celdeling. Deze mutaties
zijn dominant, wat betekent dat slechts één mutatie in een oncogen genoeg is om kanker te
veroorzaken.
• Tumorsuppressorgenen: Deze genen remmen de celdeling en zorgen voor herstel van DNA-
schade. Wanneer deze genen niet meer goed functioneren door mutaties (die recessief zijn), kan
dit ook leiden tot ongecontroleerde celgroei.
,Contactinhibitie
Een belangrijk kenmerk van normale cellen is dat ze stoppen met delen zodra ze in contact komen
met andere cellen, wat "contactinhibitie" wordt genoemd. Bij kankercellen is dit mechanisme
verstoord, waardoor ze blijven delen, zelfs als ze omringd zijn door andere cellen. Dit leidt tot de
vorming van tumoren, waarbij kankercellen vaak meer lijken op primitieve voorlopercellen.
1.2 Goedaardige en kwaadaardige tumoren
Een tumor is een abnormale massa van cellen die ontstaat wanneer cellen ongecontroleerd beginnen
te delen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen goedaardige en kwaadaardige tumoren, gebaseerd op
hun biologische gedrag en het vermogen om schade aan te richten.
Goedaardige tumoren
• Niet invasief => blijven in oorspronkelijk weefsel
• Geen metastasen => vormen geen uitzaaiingen
Kwaadaardige tumoren
• Wel invasief => dringen omliggende weefsels binnen
• Wel metastasen => vormen uitzaaiingen naar andere delen vh lichaam
Over het algemeen zijn goedaardige tumoren niet levensbedreigend, tenzij ze zich op kritieke plaatsen
bevinden, zoals in de hersenen of in een bloedvat, of als ze gevaarlijke stoffen afscheiden.
Kwaadaardige tumoren leiden, wanneer onbehandeld, vaak tot de dood.
1.2.1 Tumorgroei
De groei van kankercellen is ongeordend en niet noodzakelijk sneller dan die van normale cellen. Het
probleem bij kanker is dat het evenwicht tussen de aanmaak van nieuwe cellen en het afsterven van
oude cellen is verstoord. Er worden meer cellen geproduceerd dan er afsterven, wat leidt tot de groei
van de tumor.
1.3 Kankeretiologie (carcinogenese)
Kankeretiologie (= carcinogenese) verwijst naar de oorzaken en ontwikkeling van kwaadaardige
tumoren. Hoewel de oorzaak van de meeste tumoren onbekend is, buiten de link tussen tabaksrook
en longkanker. Een carcinogeen is een kankerverwekker.
We verdelen deze over 3 categorieën:
1. Chemische carcinogenese
2. Fysische carcinogenese
3. Virale carcinogenese
,1.3.1 Chemische carcinogenese
Chemische carcinogenese houdt in dat bepaalde chemische stoffen kanker kunnen veroorzaken.
De eerste ontdekking hiervan was door Sir Percival Pott (1775) toen scrotumkanker werd gelinkt aan
schoorsteenvegers (door roet).
Chemische carcinogenen
• Directe carcinogenen reageren direct door een covalente binding aan te gaan met
macromoleculen, zoals stikstofmosterd en benzylchloride.
• Indirecte carcinogenen vereisen eerst enzymatische omzetting (bijv. in de lever) tot een
reactief bestanddeel. Voorbeelden zijn polycyclische koolwaterstoffen en aflatoxine B1.
Verschillende carcinogenen richten zich op specifieke organen:
• Polycyclische koolwaterstoffen: Omzetting → huidkanker
• Aflatoxine B1: Omzetting en binding met DNA die mutatie veroorzaakt → leverkanker
• Aromatische aminen en azolkleurstoffen: Blaas- en leverkanker.
• Nitrosaminen: Maag- en darmkanker.
• Metalen zoals cadmium, nikkel en lood: Diverse kankers.
1.3.1.1 Factoren die chemische carcinogenese beïnvloeden
1. Enzymactiviteit: Pasgeborenen zijn gevoeliger vanwege de hogere activiteit van gemengde
functie oxidasen (rol bij metabolisme).
2. Hormonale status: Hormonen kunnen invloed hebben op gevoeligheid voor bepaalde
kankerverwekkende stoffen. Vrouwen zijn gevoeliger aan aminoazotolueen en
diethylnitrosamine. Mannen zijn gevoeliger aan aromatische aminen.
3. Dieetsamenstelling: Een dieet met weinig eiwitten kan de gevoeligheid voor leverkanker
verminderen door lagere oxidase-activiteit.
, 1.3.1.2 Chemische carcinogenese en mutageniciteit
Veel kankerverwekkende stoffen zijn mutageen, wat betekent dat ze DNA-mutaties veroorzaken.
Ongeveer 90% van de carcinogenen is ook mutageen. De Ames test, een test voor mutageniciteit met
bacteriën, is ontwikkeld om de mutagene werking van chemische stoffen te testen.
De test gebruikt bacteriën (meestal Salmonella typhimurium) die genetisch gemodificeerd zijn zodat
ze een defect hebben in een gen dat nodig is om het aminozuur histidine te produceren. Als de geteste
stof mutaties in het bacteriële DNA veroorzaakt, herstellen de bacteriën deze functie en beginnen ze
weer te groeien, wat wijst op een mutagene eigenschap van de stof.
1.3.1.3 Chemische carcinogenese als een veelstapsproces
1. Initiatie: Een onomkeerbaar proces waarbij een chemische stof (carcinogeen) een mutatie
veroorzaakt in het DNA.
2. Promotie: De geactiveerde cel groeit verder onder invloed van een promotor, zonder dat
autonome groei optreedt.
3. Progressie: De cel groeit autonoom, onafhankelijk van de initiërende kankerverwekkende stof.
4. Kanker: De tumor groeit verder en pas als het metastaseert (uitzaait) spreekt men van kanker.
