Gif of genezen? Arseen kan kanker helpen behandelen, vindt studie
Arseen is berucht om zijn schadelijke eigenschappen. Sommige arseenverbindingen kunnen echter - in zorgvuldig afgemeten doses - worden gebruikt bij medische behandelingen. Een van die verbindingen zou zelfs kanker kunnen helpen behandelen, zeggen onderzoekers.
Arseen wordt vaak vermeld als kankerverwekkend, een stof waarvan de aanwezigheid in iemands omgeving kan leiden tot de ontwikkeling van kanker.
Sommige op arseen gebaseerde verbindingen zijn echter in de loop van de geschiedenis gebruikt om verschillende medische aandoeningen te behandelen.
Een van die verbindingen - arseentrioxide (ATO) genaamd - wordt nog steeds gebruikt en kreeg in 2001 de goedkeuring van de Food and Drug Administration (FDA) onder de marketingnaam Trisenox.
Nu onderzoeken onderzoekers van het Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) in Boston, MA, het potentieel van ATO bij de behandeling van kanker.
Specifiek, Drs. Kun Ping Lu, Xiao Zhen Zhou en collega's keken naar hoe ATO in combinatie met een ander bestaand medicijn - all-trans retinoïnezuur (ATRA) - kan worden gebruikt om promyelocytische leukemie, een soort bloedkanker, daadwerkelijk te genezen.
De mechanismen waarmee ATO in combinatie met ATRA kan helpen bij het genezen van dit type leukemie, zijn onduidelijk, maar deze studie werpt licht op hoe deze stoffen op cellulair niveau werken, wat suggereert dat hun interactie nuttig kan zijn bij de behandeling van andere soorten kanker, zoals goed.
Hun bevindingen verschijnen in het tijdschrift Nature Communications.
Een sleutelenzym blokkeren en vernietigen
De onderzoekers werkten met modellen van leukemie, borst- en leverkanker, en ze konden ontdekken dat de ATO-ATRA-combinatie een enzym vernietigde dat bekend staat als Pin1.
Pin1 speelt een sleutelrol bij het reguleren van signaalnetwerken bij kanker; het activeert meer dan 40 eiwitten die kankertumoren voeden, terwijl het ook meer dan 20 eiwitten blokkeert die normaal de tumorgroei zouden onderdrukken.
Dit enzym is overactief bij de meeste soorten kanker die bij mensen worden aangetroffen, vooral in kankerstamcellen, die de tumorgroei stimuleren en vaak de sleutel kunnen zijn tot de weerstand van kankers tegen traditionele behandelingen.
In deze studie observeerden de wetenschappers dat ATO zich bindt aan Pin1, de werking ervan blokkeert en uiteindelijk leidt tot de achteruitgang van het enzym. Tegelijkertijd vergemakkelijkt en verhoogt ATRA - dat zich ook aan Pin1 bindt en het afbreekt - de opname van ATO door cellen.
Dit leidt tot de verhoogde expressie van een eiwit dat specifiek is voor celmembranen, waardoor de celopname van ATO wordt verhoogd.
Bij het werken met muizen die waren ontworpen om Pin1 niet tot expressie te brengen, zagen de onderzoekers ook dat de knaagdieren in feite zeer resistent waren tegen kanker.
Deze dieren hadden geen nadelige gevolgen als gevolg van de geblokkeerde enzymexpressie gedurende ongeveer de helft van hun levensduur, wat suggereert dat het richten op Pin1 bij baseline een veilige benadering kan zijn.
“Onze ontdekking suggereert sterk een opwindende nieuwe mogelijkheid om [ATO] toe te voegen aan bestaande therapieën voor de behandeling van triple-negatieve borstkanker en vele andere soorten kanker, vooral wanneer de kankers van patiënten Pin1-positief blijken te zijn. Dit zou de resultaten van kankerbehandeling aanzienlijk kunnen verbeteren. "
Dr. Xiao Zhen Zhou
Toekomstige werkzaamheden om tekortkomingen aan te pakken
Drs. Zhou, Lu en collega's benadrukken dat hun nieuwe bevindingen kunnen leiden tot effectieve strategieën voor het richten op Pin1, waarvoor tot nu toe geen remmers zijn ontwikkeld.
"Het is verheugend om te zien dat deze combinatie van [ATRA] en [ATO] waarvan mijn [laboratorium] ontdekte dat deze genezend was bij de behandeling van acute promyelocytische leukemie, zich vertaalt in mogelijke benaderingen voor de behandeling van andere kankers", legt Dr. Pier Paolo Pandolfi uit, van BIDMC, die voor het eerst ontdekte dat een gecombineerde ATO-ATRA-behandeling dat type bloedkanker kon genezen.
"Inderdaad," voegt hij eraan toe, "het is interessant om te speculeren dat deze combinatie zelfs genezend kan blijken te zijn bij andere tumortypen die nog ontdekt moeten worden."
Toch merkt het team één tekortkoming op van de ATO-ATRA-combinatiebehandeling - namelijk dat ATRA een zeer korte halfwaardetijd heeft bij mensen.
"Wij en anderen hebben bevestigd dat [ATRA] in staat is om de Pin1-functie te remmen bij borstkanker, leverkanker en acute myeloïde leukemie, maar ook bij lupus en astma", merkt Dr. Lu op.
Hieraan voegt hij de waarschuwing toe: "[Maar] klinisch gebruik van [ATRA], vooral bij solide tumoren, is ernstig beperkt door de zeer korte halfwaardetijd van 45 minuten bij mensen."
De auteurs hopen niettemin dat de resultaten van het onderzoek voldoende motivatie zullen bieden voor toekomstige onderzoeken om zich te concentreren op het ontwikkelen van langerlevende, veerkrachtige ATRA.
“Onze resultaten stimuleren de ontwikkeling van een langere halfwaardetijd [ATRA] om te combineren met [ATO] of andere krachtigere Pin1-remmers, omdat ze een veelbelovende nieuwe benadering kunnen bieden voor de bestrijding van een breed scala aan kankers zonder algemene toxiciteit, zoals bewezen bij het genezen van [ acute promyelocytische leukemie], ”zegt Dr. Lu.
