Gen potrzebny do wchłaniania witaminy D może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia raka i chorób autoimmunologicznych

Witamina D jest nie tylko niezbędnym składnikiem odżywczym, ale także prekursorem hormonu kalcytriolu, który jest niezbędny dla zdrowia. Reguluje wchłanianie fosforanów i wapnia w jelitach, które są niezbędne dla kości, a także dla wzrostu komórek oraz prawidłowego funkcjonowania mięśni, komórek nerwowych i układu odpornościowego.

Teraz naukowcy po raz pierwszy wykazali w artykule opublikowanym w czasopiśmie Frontiers in Endocrinology, że konkretny gen, zwany SDR42E1, odgrywa kluczową rolę w absorpcji witaminy D z jelit i jej późniejszym metabolizmie – odkrycie to ma wiele potencjalnych zastosowań w medycynie precyzyjnej, w tym w terapii nowotworowej.

„Wykazaliśmy, że blokowanie lub hamowanie SDR42E1 może selektywnie zatrzymać wzrost komórek nowotworowych” – powiedział dr Georges Nemer, profesor i prodziekan ds. badań w University College of Health and Life Sciences na Uniwersytecie Hamada Bin Khalify w Katarze oraz główny autor badania.

Wadliwa kopia

Nemer i jego współpracownicy zainspirowali się wcześniejszymi badaniami, które wykazały, że konkretna mutacja w genie SDR42E1 na chromosomie 16 jest związana z niedoborem witaminy D. Mutacja skutkowała skróceniem i dezaktywacją białka.

Naukowcy wykorzystali edycję genomu CRISPR/Cas9, aby przekształcić aktywną formę SDR42E1 w linii komórkowej raka jelita grubego pacjenta (HCT116) w formę nieaktywną. Komórki HCT116 zazwyczaj charakteryzują się wysokim poziomem ekspresji SDR42E1, co sugeruje, że białko to jest niezbędne do ich przeżycia.

Po wprowadzeniu wadliwej kopii genu SDR42E1, żywotność komórek nowotworowych gwałtownie spadła o 53%. Ekspresja co najmniej 4663 genów znajdujących się niżej uległa zmianie, co sugeruje, że SDR42E1 jest ważnym przełącznikiem molekularnym w wielu reakcjach niezbędnych dla zdrowia komórek. Wiele z tych genów jest powszechnie zaangażowanych w szlaki sygnałowe związane z rakiem oraz w absorpcję i metabolizm cząsteczek takich jak cholesterol, co jest zgodne z centralną rolą SDR42E1 w syntezie kalcytriolu.

Wyniki te wskazują, że hamowanie genu może selektywnie zabijać komórki nowotworowe, nie wpływając na znajdujące się w pobliżu zdrowe komórki.

---

Podwójny efekt

„Nasze wyniki otwierają nowe, potencjalne możliwości w onkologii precyzyjnej, choć do ich zastosowania klinicznego wciąż konieczna jest gruntowna walidacja i długoterminowy rozwój” – powiedziała dr Nagham Nafees Hendi, profesor Uniwersytetu Bliskiego Wschodu w Ammanie w Jordanii i główna autorka badania.

Jednak pozbawienie pojedynczych komórek witaminy D nie jest jedynym możliwym zastosowaniem, które od razu przyszło mi do głowy. Aktualne wyniki pokazują, że SDR42E1 działa na dwa sposoby: sztuczne zwiększenie poziomu SDR42E1 w tkankach lokalnych za pomocą technologii genetycznej może być również korzystne, wykorzystując liczne znane pozytywne efekty kalcytriolu.

„Ponieważ SDR42E1 bierze udział w metabolizmie witaminy D, możemy również wykorzystać go w leczeniu różnych chorób, w których witamina D pełni rolę regulacyjną” – zauważył Nemer.

„Na przykład badania żywieniowe wykazały, że hormon ten może zmniejszać ryzyko raka, chorób nerek, chorób autoimmunologicznych i zaburzeń metabolicznych. Jednak takie szersze zastosowania należy podejmować z ostrożnością, ponieważ długoterminowy wpływ SDR42E1 na równowagę witaminy D nie został jeszcze w pełni zbadany”.