RNA blijkt ook buiten de cel actief: nieuwe schakel in ons immuunsysteem

RNA doet meer dan wetenschappers dachten. Uit nieuw onderzoek blijkt dat het niet alleen ín cellen actief is, maar ook aan de buitenkant. Daar lijkt het immuuncellen te helpen bij het herkennen van indringers.

Sinds jaar en dag staat in de biologieboeken dat RNA vooral binnen in de cel zijn werk doet. Daar helpt het bij de aanmaak van eiwitten en regelt het allerlei andere processen. Nieuw onderzoek laat nu zien dat RNA ook een onverwachte rol speelt aan de buitenkant van cellen. Zo lijkt het invloed te hebben op de manier waarop immuuncellen hun doelwit herkennen.

De opvallende ontdekking komt voort uit een samenwerking tussen onderzoekers van de Universiteit Utrecht, de Technische Universiteit Delft en het Leids Universitair Medisch Centrum. De onderzoekers publiceerden hun ontdekking in vakblad Molecular Cell.

RNA buiten de cel

Het onderzoek laat zien hoe RNA-moleculen kunnen overleven op het celoppervlak en wat ze daar doen. “Tot nu toe dachten biologen dat RNA alleen binnen in cellen actief is”, vertelt hoofdonderzoeker Jack Li. “Maar de laatste jaren zijn er steeds meer aanwijzingen dat RNA ook naar het celoppervlak kan gaan en daar een rol kan spelen bij allerlei processen.”

De observatie riep meteen een hoop nieuwe vragen op, want hoe blijft RNA vastzitten aan de buitenkant van een cel? Normaal gesproken zijn daar juist veel enzymen actief die RNA afbreken. Is het uitwendige RNA gewoon restmateriaal van afgestorven cellen of heeft het een echte functie?

Hoe deden ze onderzoek?

Om daar achter te komen ontwikkelden Li en zijn collega’s een soort moleculair hulpmiddel. Daarmee konden ze het RNA op het oppervlak van levende cellen opsporen zonder die cellen te beschadigen. In combinatie met genetische analyses en eiwitmetingen ontstond zo een goed beeld van wat er gebeurt op moleculair vlak rondom het RNA.

Ze zagen dat RNA aan het celoppervlak wordt vastgehouden door lange suikermoleculen, zogeheten heparaansulfaten. Deze suikers komen veel voor in het celmembraan en helpen daar bij het ordenen van andere moleculen. Eiwitten die RNA kunnen binden vormen vervolgens de verbinding tussen het RNA en deze suikers, waardoor een stabiele structuur ontstaat. “De suikers zorgen voor de basis en de eiwitten vormen als het ware de brug die het RNA op zijn plek houdt”, zegt Li.

RNA als ‘matchmaker’ tussen afweercellen en hun doelwit

Daarna wilden ze weten waarom dit RNA überhaupt op het oppervlak zit en wat het daar doet. Een voor de hand liggende gedachte was dat RNA daar invloed heeft op hoe cellen communiceren met andere moleculen en cellen. Immuuncellen speuren bijvoorbeeld voortdurend het lichaam af naar geïnfecteerde cellen of kankercellen. In dat proces kunnen kleine verschillen in hoe celmoleculen met elkaar binden uiteindelijk bepalen of afweercellen een andere cel aanvallen of juist met rust laten.

De onderzoekers lieten zien dat het uitwendige RNA kan helpen om een immuunreceptor op zogenoemde ‘natural-killercellen’ beter te laten binden aan zijn partner op een doelcel. Als het RNA werd verwijderd, verliep die binding een stuk minder efficiënt.

Met andere woorden, het RNA kan werken als een soort moleculaire matchmaker op het celoppervlak. In die rol stuurt RNA subtiel bij hoe immuuncellen andere cellen herkennen. Tot nu toe dachten wetenschappers dat dit soort communicatie vooral werd geregeld door eiwitten en suikers. Een mogelijke rol voor RNA was helemaal niet in beeld.

Nieuw aanknopingspunt voor behandelingen

Op de lange termijn kan dit leiden tot een nieuwe aanpak voor kankeronderzoek en immunologiestudies. Li denkt dat bijvoorbeeld RNA op het oppervlak een nieuw aanknopingspunt bij de behandeling van ziekten kan zijn. “Het is alsof we een totaal nieuwe laag van communicatie tussen kankercellen en immuuncellen in beeld hebben”, vertelt Li.

Tegelijkertijd benadrukt hij dat zijn onderzoek vooral bedoeld is om fundamenteel inzicht te krijgen in de rol van RNA. Het richt zich niet op directe medische toepassingen.

Hoe komt RNA op de cel terecht?

Een belangrijke open vraag is nog altijd hoe het RNA in de eerste plaats op het celoppervlak terechtkomt. “We weten nog niet of het uitwendige RNA eerst vanuit de cel naar buiten wordt gebracht of dat het van buitenaf wordt opgevangen, bijvoorbeeld uit resten van andere cellen”, zegt hij.

Het beantwoorden van die vraag is volgens Li cruciaal om te begrijpen waar en wanneer RNA op het celoppervlak een rol speelt en hoe dat proces eventueel te sturen is als je nieuwe behandelingen wil ontwikkelen.

Die zoektocht vormt een belangrijk onderdeel van zijn vervolgonderzoek. Daarnaast wil hij beter begrijpen hoe omvangrijk deze vorm van RNA-regulatie is. “We hebben geen idee bij welke processen aan het celoppervlak RNA nog meer betrokken is”, zegt Li. “Wat we nu hebben ontdekt is waarschijnlijk nog maar het topje van de ijsberg.”

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: