Kræft: Brug af cellemetabolisme til at bekæmpe stædige tumorer
En bedre forståelse af metabolisme i tumorceller, der undgår stoffer, kan forbedre kræftbehandlinger, ifølge ny forskning fra University of Cincinnati i Ohio.
Nogle tumorer er svære at behandle, for mens de i første omgang reagerer på kræftlægemidler, er nogle celler i stand til at overleve og frø nye tumorer.
De overlevende celler gør dette ved at øge en "selvspisende" proces, hvorigennem de fjerner affald, fjerner defekte komponenter og patogener og genbruger vigtige molekylære byggesten.
Processen, kendt som autophagy, leverer affaldet til celleområder kaldet lysosomer. Disse indeholder forskellige typer enzymer til fordøjelse og nedbrydning af de forskellige materialer.
Autophagy er også en overlevelsesmekanisme, der tænder, når næringsstoffer er knappe og slukker igen, når næringsstoffer er rigelige.
"Vi fandt ud af, at cellemetabolisme i væsentlig grad påvirker evnen til at begynde autofagi," siger leadforsker Carol Mercer, lektor i afdelingen for hæmatologi og onkologi ved University of Cincinnati i Ohio.
Hun og hendes kolleger rapporterer deres fund - som afslører "den dynamiske og metaboliske regulering af autophagy" - i et papir, der nu offentliggøres i tidsskriftet Cellerapporter.
Kontrol af autophagy
To typer enzymkontrol autofagi i celler: den ene er AMP-aktiveret proteinkinase (AMPK), og den anden er pattedyrs mål for rapamycin (mTOR).
Behandlinger for nogle kræftformer bruger allerede lægemidler, der udløser AMPK eller mål-mTOR, og de undersøges også til brug i anden kræftbehandling.
Af disse grunde, forklarer Mercer, er det "vigtigt at forstå, hvordan de påvirker denne tumorcelleoverlevelsesvej."
Hver celle indeholder små kraftværk kaldet mitokondrier, der skaber energi til cellerne. Energiproduktion i mitokondrier forekommer i flere faser, der hver involverer et proteinkompleks. Den første fase bruger en kaldet mitokondrie kompleks I.
Mennesker, der mangler kompleks I, kan udvikle flere helbredsproblemer, herunder nogle, der påvirker hjerte, lever, hjerne og nerver.
Mercer og hendes kolleger demonstrerede, at mitokondrie-kompleks I også spiller en nøglerolle i at udløse og øge autofagi og regulere dets varighed.
Forebyggelse og fremme af autofagi
Forskerne fandt ud af, at genetiske fejl i mitokondrie-kompleks I forhindrede autofagi udløst af mTOR-hæmmere. De viste også, hvordan to antidiabetika - phenformin og metformin - havde samme effekt.
Omvendt var det muligt at øge autophagy ved hjælp af metoder "der øgede mitokondrie metabolisme," bemærker forfatterne.
Samlet set afslører undersøgelsen ny indsigt i den dynamiske rolle, som cellemetabolisme spiller i autofagi og foreslår ifølge Mercer "nye terapeutiske strategier for kræft, neurodegenerative sygdomme og mitokondrie sygdomme."
Det meste af arbejdet med at finde ud af, hvordan stofskifte påvirker autofagi, og hvordan man bruger det til at øge eller mindske processen, blev udført ved hjælp af dyrkede celler.
Det bygger på tidligere arbejde af et medlem af holdet, der havde opdaget, at mens det hæmmer mTOR kunne behandle leverkræft, øgede det også autofagi.
"Vores data viser vigtigheden af stofskifte i reguleringen af autophagy, øger vores forståelse af klinisk relevante lægemidler, der er vigtige for kræft, og foreslår nye strategier til at øge eller hæmme autophagy."
Carol Mercer
