Is het mogelijk om kanker te doden door het te 'overvoeren'?
Oxidatieve stress is een fenomeen dat op cellulair niveau optreedt en dat voorheen gezonde cellen ertoe kan aanzetten om te verslechteren en uiteindelijk te sterven. Kanker gebruikt oxidatieve stress vaak in zijn eigen voordeel, maar kan dit fenomeen ertegen worden gekeerd?
Reactieve zuurstofsoorten (ROS) zijn stoffen die van nature worden geproduceerd na het proces van zuurstofmetabolisme.
Ze spelen meestal een belangrijke rol bij het reguleren van het biologische functioneren (homeostase), evenals bij celsignalering.
Maar wanneer ROS abnormale niveaus bereikt, kan dit oxidatieve stress veroorzaken, een fenomeen dat leidt tot cellulaire veroudering en achteruitgang.
In tegenstelling tot gezonde cellen hebben kankercellen veel hogere ROS-waarden nodig, waardoor ze hun versnelde groei en verspreiding kunnen behouden.
Onlangs besloten onderzoekers van het Georgia Cancer Center in Augusta en de afdeling Geneeskunde van het Medical College of Georgia aan de Augusta University om een intrigerende strategie in kankertherapie te testen: het verhogen van de ROS-productie tot een punt waarop het kankerceldood zou veroorzaken.
Het onderzoek is nu gepubliceerd in het tijdschrift Celstofwisseling.
Wanneer ROS dodelijk wordt voor kanker
Dr. Gang Zhou en collega's gebruikten een type therapie genaamd adoptieve T-celtherapie om te leiden tot een toename van ROS bij kankertumoren, waardoor de overbelaste cellen tot zelfvernietiging werden gedwongen.
Adoptieve T-celtherapie is een type immunotherapie waarbij gespecialiseerde immuuncellen, of T-cellen, worden gebruikt om kankertumoren te bestrijden en te vernietigen.
In de nieuwe studie werkten de wetenschappers met een muismodel van colorectale kanker. Nadat ze de muizen een soort chemotherapie hadden gegeven waarvan bekend is dat ze de werking van de T-cellen ondersteunen, werden de dieren blootgesteld aan de immunotherapie.
Na het afleveren van deze behandeling zag het team dat de productie van glutathion - een natuurlijke antioxidant die op celniveau wordt geproduceerd en die helpt om ROS te compenseren - verstoord was. Dientengevolge, ROS overaccumuleerd en bereikte te hoge niveaus in kankercellen.
De T-cellen stimuleerden ook de productie van een reeks gespecialiseerde eiwitten die bekend staan als cytokines met een pro-inflammatoir effect. Deze cytokinen omvatten tumornecrosefactor alfa, waarvan bekend is dat het een rol speelt bij celdood en bij tumorprogressie.
"We begonnen", merkt dr. Zhou op, "door vragen te stellen over hoe immunotherapie het metabolisme van tumorcellen kan veranderen."
"Onze studies tonen aan", voegt de onderzoeker eraan toe, "tumornecrosefactor-alfa kan direct op tumorcellen inwerken en ROS daarin induceren."
Dankzij de metabolische veranderingen die werden geïnduceerd door adoptieve T-celtherapie, waren de wetenschappers getuige van een volledige tumorregressie bij bijna alle muizen die deze behandeling kregen.
Een veelbelovende aanpak
Een soortgelijk succes werd gezien bij het testen van deze benadering op modellen van borstkanker en kanker van het lymfestelsel of lymfoom.
Ook merkten de onderzoekers op dat een verhoogde productie van tumornecrosefactor alfa - door immunotherapie - in combinatie met chemotherapie de oxidatieve stress nog meer verhoogde en kankercellen vernietigde.
Een andere bevinding was dat het toedienen van pro-oxidanten vergelijkbare effecten opleverde als de adoptieve T-celtherapie, aangezien deze medicijnen ook de ROS-niveaus verhoogden.
"Hun baseline is al hoog en als je hun vermogen om met deze vrije radicalen om te gaan [de ROS] verder verstoort, zullen ze apoptose [celdood] benaderen", zegt Dr. Zhou.
Hoewel overmatige ROS - leidend tot oxidatieve stress - cruciaal leek om de kankercellen te vernietigen, merken de onderzoekers op dat het niettemin mogelijk is dat kankerceldood kan optreden als gevolg van de werking van tumornecrosefactor alfa, aangezien bekend is dat deze cytokine tumoren afsnijdt. 'bloedtoevoer, waardoor hun groei wordt belemmerd.
Onderzoekers hebben opgemerkt dat kankercellen en T-cellen kunnen concurreren om energiebronnen, dus ze hebben een nadelig effect op elkaar. En vaak raken T-cellen uitgehongerd van de voedingsstoffen die ze nodig hebben, waardoor kankercellen in het voordeel blijven, leggen ze uit.
En, beweren Dr. Zhou en het team, er is nog niet genoeg bekend over de invloed van T-cellen op kankertumoren. Adoptieve T-celtherapie is op zich een nieuwe benadering die nog in ontwikkeling is voor de behandeling van bepaalde soorten kanker, zoals darmkanker.
De auteurs suggereren dus dat er meer aandacht moet worden besteed aan het beter begrijpen van de werking van T-cellen en het verbeteren van het potentieel van immunotherapie bij het vernietigen van kanker.
