Kanker: celmetabolisme gebruiken om hardnekkige tumoren te bestrijden
Een beter begrip van het metabolisme in tumorcellen die medicijnen ontwijken, zou kankerbehandelingen kunnen verbeteren, aldus nieuw onderzoek van de Universiteit van Cincinnati in Ohio.
Sommige tumoren zijn moeilijk te behandelen omdat, hoewel ze aanvankelijk reageren op kankermedicijnen, sommige cellen kunnen overleven en nieuwe tumoren kunnen zaaien.
De overlevende cellen doen dit door een 'zelf-etend' proces te versnellen waardoor ze afval elimineren, defecte componenten en pathogenen verwijderen en essentiële moleculaire bouwstenen recyclen.
Het proces, bekend als autofagie, levert het afval af aan celcompartimenten die lysosomen worden genoemd. Deze bevatten verschillende soorten enzymen voor het verteren en afbreken van de verschillende materialen.
Autofagie is ook een overlevingsmechanisme dat inschakelt als voedingsstoffen schaars zijn en weer uitschakelt als voedingsstoffen in overvloed aanwezig zijn.
"We ontdekten dat het celmetabolisme een aanzienlijke invloed heeft op het vermogen om met autofagie te beginnen", zegt hoofdonderzoeker Carol Mercer, een universitair hoofddocent bij de afdeling Hematologie en Oncologie aan de Universiteit van Cincinnati in Ohio.
Zij en haar collega's rapporteren hun bevindingen - die 'de dynamische en metabole regulatie van autofagie' onthullen - in een artikel dat nu in het tijdschrift wordt gepubliceerd. Celrapporten.
Controle van autofagie
Twee soorten enzymcontrole-autofagie in cellen: de ene is AMP-geactiveerde proteïnekinase (AMPK) en de andere is het zoogdierdoelwit van rapamycine (mTOR).
Behandelingen voor sommige kankers maken al gebruik van medicijnen die AMPK of mTOR richten, en ze worden ook onderzocht voor gebruik bij andere kankerbehandelingen.
Om deze redenen, legt Mercer uit, is het "belangrijk om te begrijpen hoe ze dit overlevingstraject van tumorcellen beïnvloeden".
Elke cel bevat kleine krachtpatsers, mitochondriën genaamd, die energie voor de cellen maken. Energieproductie in mitochondriën vindt plaats in verschillende stadia, elk met een eiwitcomplex. De eerste fase maakt gebruik van een genaamd mitochondriaal complex I.
Mensen met een tekort aan complex I kunnen verschillende gezondheidsproblemen krijgen, waaronder enkele die het hart, de lever, de hersenen en zenuwen aantasten.
Mercer en haar collega's hebben aangetoond dat mitochondriaal complex I ook een sleutelrol speelt bij het triggeren en vergroten van autofagie en het reguleren van de duur ervan.
Autofagie voorkomen en promoten
De wetenschappers ontdekten dat genetische fouten in het mitochondriale complex I autofagie verhinderden die werd veroorzaakt door mTOR-remmers. Ze lieten ook zien hoe twee antidiabetica - fenformine en metformine - hetzelfde effect hadden.
Omgekeerd was het mogelijk om autofagie te verhogen met behulp van methoden "die het mitochondriale metabolisme verhoogden", merken de auteurs op.
Over het algemeen onthult de studie nieuwe inzichten in de dynamische rol van celmetabolisme bij autofagie en suggereert volgens Mercer "nieuwe therapeutische strategieën voor kanker, neurodegeneratieve en mitochondriale ziekten."
Het meeste werk om te ontdekken hoe het metabolisme autofagie beïnvloedt en hoe het te gebruiken om het proces te vergroten of te verkleinen, werd gedaan met behulp van gekweekte cellen.
Het bouwt voort op eerder werk van een lid van het team, die had ontdekt dat het remmen van mTOR leverkanker kon behandelen, maar ook autofagie verhoogde.
"Onze gegevens demonstreren het belang van metabolisme bij de regulatie van autofagie, vergroten ons begrip van klinisch relevante geneesmiddelen die belangrijk zijn voor kanker, en suggereren nieuwe strategieën om autofagie te verhogen of te remmen."
Carol Mercer
