Kreft: Bruke cellemetabolisme for å bekjempe vanskelige svulster
En bedre forståelse av metabolismen i tumorceller som unndrar seg medisiner, kan forbedre kreftbehandlinger, ifølge ny forskning fra University of Cincinnati i Ohio.
Noen svulster er vanskelige å behandle fordi mens de først reagerer på kreftmedisiner, er det noen celler som kan overleve og frø nye svulster.
De overlevende cellene gjør dette ved å øke en "selvspisende" prosess der de eliminerer avfall, fjerner defekte komponenter og patogener og resirkulerer viktige molekylære byggesteiner.
Prosessen, kjent som autophagy, leverer avfallet til celleområdene kalt lysosomer. Disse inneholder forskjellige typer enzymer for å fordøye og bryte ned de forskjellige materialene.
Autophagy er også en overlevelsesmekanisme som slår seg på når næringsstoffer er knappe og slår seg av igjen når næringsstoffer er rikelig.
"Vi fant ut at cellemetabolisme i betydelig grad påvirker evnen til å begynne med autofagi," sier lederforsker Carol Mercer, lektor i avdelingen for hematologi og onkologi ved University of Cincinnati i Ohio.
Hun og hennes kolleger rapporterer sine funn - som avslører "den dynamiske og metabolske reguleringen av autophagy" - i en artikkel som nå er publisert i tidsskriftet. Cellerapporter.
Kontroll av autofagi
To typer enzymkontroll autofagi i celler: den ene er AMP-aktivert proteinkinase (AMPK), og den andre er pattedyrmål for rapamycin (mTOR).
Behandlinger for noen kreftformer bruker allerede medisiner som utløser AMPK eller mål mTOR, og de blir også undersøkt for bruk i andre kreftbehandlinger.
Av disse grunner, forklarer Mercer, er det "viktig å forstå hvordan de påvirker denne tumorcelleoverlevelsesveien."
Hver celle inneholder små kraftverk kalt mitokondrier som lager energi til cellene. Energiproduksjon i mitokondrier skjer i flere trinn, hver med et proteinkompleks. Den første fasen bruker en som kalles mitokondrie kompleks I.
Mennesker som har mangelfull kompleks I kan utvikle flere helseproblemer, inkludert noen som påvirker hjerte, lever, hjerne og nerver.
Mercer og hennes kolleger demonstrerte at mitokondrie-kompleks I også spiller en nøkkelrolle i å utløse og øke autofagi og regulere varigheten.
Forebygge og fremme autofagi
Forskerne fant at genetiske feil i mitokondrie-kompleks I forhindret autofagi utløst av mTOR-hemmere. De viste også hvordan to antidiabetika - fenformin og metformin - hadde samme effekt.
Omvendt var det mulig å øke autofagi ved hjelp av metoder "som økte mitokondrie metabolisme," bemerker forfatterne.
Totalt sett avslører studien ny innsikt i den dynamiske rollen som cellemetabolisme spiller i autofagi og antyder, ifølge Mercer, "nye terapeutiske strategier for kreft, nevrodegenerative og mitokondriale sykdommer."
Det meste av arbeidet med å oppdage hvordan stoffskiftet påvirker autophagy og hvordan du bruker det til å øke eller redusere prosessen ble gjort ved hjelp av dyrkede celler.
Det bygger på tidligere arbeid av et medlem av teamet, som hadde oppdaget at mens det hemmet mTOR kunne behandle leverkreft, økte det også autofagi.
"Våre data viser viktigheten av metabolisme i reguleringen av autophagy, øker vår forståelse av klinisk relevante medisiner som er viktige for kreft, og foreslår nye strategier for å øke eller hemme autophagy."
Carol Mercer
