Naukowcy pozbawili komórki raka mózgu zdolności do przetrwania za pomocą nowej metody

Gdy wyłączysz hamulce w samochodzie wyścigowym, szybko się rozbije. Dr Barak Rotblat chce zrobić coś podobnego z komórkami raka mózgu: wyłączyć ich zdolność do przetrwania, gdy glukoza jest wyczerpana. Jego celem jest przyspieszenie komórek nowotworowych, aby obumierały równie szybko. To nowe podejście do leczenia raka mózgu opiera się na dekadzie badań w jego laboratorium.

Nowe odkrycia

Dr Rotblat, jego studenci i współprowadzący badania Gabriel Leprivier z Instytutu Neuropatologii Szpitala Uniwersyteckiego w Düsseldorfie opublikowali swoje odkrycia w zeszłym tygodniu w czasopiśmie Nature Communications.

Do tej pory uważano, że komórki nowotworowe są przede wszystkim ukierunkowane na wzrost i szybką reprodukcję. Jednak wykazano, że guzy mają mniej glukozy niż normalne tkanki.

Jeśli komórki nowotworowe są całkowicie skupione na szybkim rozmnażaniu, powinny być bardziej zależne od glukozy niż normalne komórki. Co jednak, jeśli ich absolutnym priorytetem jest przetrwanie, a nie wzrost wykładniczy? Wtedy wywoływanie wzrostu, gdy brakuje glukozy, może spowodować, że komórka wyczerpie energię i umrze.

Perspektywy medycyny spersonalizowanej

„To ekscytujące odkrycie, którego dokonaliśmy po dekadzie badań” – wyjaśnia dr Rotblat. „Możemy celować wyłącznie w komórki nowotworowe, nie wpływając na normalne komórki, co będzie ważnym krokiem w kierunku spersonalizowanej medycyny i terapii, które omijają zdrowe komórki w taki sam sposób, jak robią to chemioterapia i radioterapia”.

„Nasze odkrycie głodu glukozowego i roli przeciwutleniaczy otwiera terapeutyczne okno na rozwój cząsteczki, która mogłaby leczyć glejaka (raka mózgu)” – dodaje. Taki środek terapeutyczny mógłby być również stosowany w przypadku innych typów raka.

Badania i ich wyniki

Rotblat i jego studenci, dr Tal Levy i dr Haula Alasad, zaczęli od rozważenia, że komórki regulują swój wzrost w oparciu o dostępną energię. Gdy energii jest pod dostatkiem, komórki gromadzą tłuszcz i syntetyzują wiele białek, aby magazynować energię i rosnąć. Gdy energia jest ograniczona, muszą zatrzymać ten proces, aby uniknąć wyczerpania energii.

Guzy są zazwyczaj w stanie głodu glukozowego. Naukowcy zaczęli szukać hamulców molekularnych, które pozwalają komórkom rakowym przetrwać w niedoborze glukozy. Jeśli uda się je wyłączyć, guz umrze, a normalne komórki, które nie są pozbawione glukozy, pozostaną nienaruszone.

Szlak MTOR i rola 4EBP1

Rotblat i jego zespół badali szlak mTOR (mammalian target of rapamycin), który jest wyposażony w białka mierzące stan energetyczny komórki i regulujące jej wzrost. Odkryli, że białko w szlaku mTOR znane jako 4EBP1, które hamuje syntezę białek, gdy poziom energii spada, jest niezbędne do przeżycia komórek ludzkich, mysich, a nawet drożdży, gdy są pozbawione glukozy.

Wykazali, że 4EBP1 robi to poprzez negatywną regulację poziomów kluczowego enzymu w szlaku syntezy kwasów tłuszczowych, ACC1. Mechanizm ten jest wykorzystywany przez komórki nowotworowe, zwłaszcza komórki raka mózgu, do przetrwania w tkance guza i tworzenia agresywnych guzów.

Opracowywanie nowego leczenia

Dr Rotblat współpracuje obecnie z BGN Technologies i Narodowym Instytutem Biotechnologii w Negewie nad opracowaniem cząsteczki, która zablokuje 4EBP1, powodując, że komórki nowotworowe pozbawione glukozy będą kontynuować syntezę tłuszczu i wyczerpywać swoje zasoby, gdy zabraknie glukozy.