Tutkijat ovat riistäneet aivosyöpäsoluilta kyvyn selviytyä uudella menetelmällä

Kun kilpa-autosta jarrut pois päältä, se kaatuu nopeasti. Tohtori Barak Rotblat haluaa tehdä jotain vastaavaa aivosyöpäsolujen kanssa: sammuttaa niiden kyvyn selviytyä, kun glukoosi on loppunut. Hän pyrkii nopeuttamaan kasvainsolujen kasvua, jotta ne kuolevat yhtä nopeasti. Tämä uusi lähestymistapa aivosyövän hoitoon perustuu vuosikymmenen tutkimukseen hänen laboratoriossaan.

Uusia löytöjä

Tohtori Rotblat, hänen oppilaansa ja tutkimuksen toinen johtaja Gabriel Leprivier Düsseldorfin yliopistollisen sairaalan neuropatologian laitokselta julkaisivat löydöksensä viime viikolla Nature Communications -lehdessä.

Tähän asti uskottiin, että syöpäsolujen ensisijaisena tavoitteena on kasvu ja nopea lisääntyminen. On kuitenkin osoitettu, että kasvaimissa on vähemmän glukoosia kuin normaaleissa kudoksissa.

Jos syöpäsolut keskittyvät täysin nopeaan lisääntymiseen, niiden pitäisi olla riippuvaisempia glukoosista kuin normaalit solut. Mutta entä jos niiden ehdoton prioriteetti on selviytyminen, ei eksponentiaalinen kasvu? Kasvun käynnistäminen glukoosin puutteessa voi aiheuttaa solun energian loppumisen ja kuoleman.

Personoidun lääketieteen näkymät

"Tämä on jännittävä löytö, jonka olemme tehneet vuosikymmenen tutkimustyön jälkeen", selittää tohtori Rotblat. "Voimme kohdistaa hoitoa yksinomaan syöpäsoluihin vaikuttamatta normaaleihin soluihin, mikä on tärkeä askel kohti yksilöllistä lääketiedettä ja hoitoja, jotka ohittavat terveet solut samalla tavalla kuin kemoterapia ja sädehoito."

"Löytömme glukoosipuutoksesta ja antioksidanttien roolista avaa terapeuttisen ikkunan sellaisen molekyylin kehittämiselle, joka voisi hoitaa glioomaa (aivosyöpää)", hän lisää. Tällaista terapeuttista ainetta voitaisiin soveltaa myös muuntyyppisiin syöpiin.

Tutkimus ja sen tulokset

Rotblat ja hänen oppilaansa, tohtori Tal Levy ja tohtori Haula Alasad, aloittivat pohtimalla, että solut säätelevät kasvuaan käytettävissä olevan energian perusteella. Kun energiaa on runsaasti, solut keräävät rasvaa ja syntetisoivat paljon proteiineja energian varastoimiseksi ja kasvamiseksi. Kun energiaa on rajoitetusti, niiden on pysäytettävä tämä prosessi välttääkseen energian loppumisen.

Kasvaimet ovat yleensä glukoosivajeessa. Tutkijat ovat alkaneet etsiä molekyylijarruja, jotka mahdollistavat syöpäsolujen selviytymisen glukoosivajeessa. Jos ne voidaan kytkeä pois päältä, kasvain kuolee ja normaalit solut, jotka eivät ole glukoosivajeessa, pysyvät vahingoittumattomina.

MTOR-reitti ja 4EBP1:n rooli

Rotblat ja hänen tiiminsä tutkivat mTOR-reittiä (nisäkkäiden rapamysiinikohde), joka on varustettu proteiineilla, jotka mittaavat solun energiatilaa ja säätelevät sen kasvua. He havaitsivat, että mTOR-reitin proteiini nimeltä 4EBP1, joka estää proteiinisynteesiä energiatasojen laskiessa, on välttämätön ihmisen, hiiren ja jopa hiivasolujen selviytymiselle glukoosivajeessa.

He osoittivat, että 4EBP1 tekee tämän säätelemällä negatiivisesti rasvahappojen synteesireitin keskeisen entsyymin, ACC1:n, tasoja. Syöpäsolut, erityisesti aivosyöpäsolut, käyttävät tätä mekanismia selviytyäkseen kasvainkudoksessa ja luodakseen aggressiivisia kasvaimia.

Uuden hoidon kehittäminen

Tri Rotblat työskentelee parhaillaan BGN Technologiesin ja Negevin kansallisen bioteknologian instituutin kanssa kehittääkseen molekyylin, joka estää 4EBP1:n toimintaa, jolloin glukoosipuutteesta kärsivät kasvainsolut jatkavat rasvan syntetisointia ja kuluttavat resurssejaan, kun glukoosi on loppunut.