Wetenschappers hebben hersenkankercellen het vermogen ontnomen om te overleven met behulp van een nieuwe methode

Als de remmen van een raceauto worden afgesneden, crasht hij snel. Dr. Barak Rotblat wil iets soortgelijks doen met hersenkankercellen: hun vermogen uitschakelen om een tekort aan glucose te overleven. Het doel is om het werk van tumorcellen te versnellen, zodat ze net zo snel afsterven. Deze nieuwe aanpak voor de behandeling van hersenkanker bouwt voort op tien jaar onderzoek in zijn laboratorium.

Nieuwe ontdekkingen

Dr. Rotblat, zijn studenten en co-hoofdonderzoeker Gabriel Leprivier van het Instituut voor Neuropathologie van het Universitair Ziekenhuis Düsseldorf publiceerden hun bevindingen vorige week in het tijdschrift Nature Communications.

Tot nu toe werd aangenomen dat kankercellen vooral gericht waren op groei en snelle voortplanting. Het is echter aangetoond dat tumoren minder glucose bevatten dan normale weefsels.

Als kankercellen volledig gericht zijn op snelle proliferatie, dan zouden ze afhankelijker moeten zijn van glucose dan normale cellen. Maar wat als hun absolute prioriteit overleving is in plaats van exponentiële groei? Als de groei begint met een tekort aan glucose, kan dit ertoe leiden dat de cel geen energie meer heeft en afsterft.

Vooruitzichten voor gepersonaliseerde geneeskunde

"Dit is een interessante ontdekking waar we na tien jaar onderzoek tot zijn gekomen", legt Dr. Rotblat uit. “We kunnen ons uitsluitend op kankercellen richten zonder normale cellen te beïnvloeden, wat een belangrijke stap voorwaarts zal zijn in de richting van gepersonaliseerde geneeskunde en therapieën die gezonde cellen niet op dezelfde manier beïnvloeden als chemotherapie en bestraling.”

"Onze ontdekking van het vasten van glucose en de rol van antioxidanten opent een therapeutisch venster voor het creëren van een molecuul dat glioom (hersenkanker) zou kunnen behandelen", voegt hij eraan toe. Een dergelijk therapeutisch middel kan ook toepasbaar zijn bij andere soorten kanker.

Onderzoek en de resultaten ervan

Rotblat en zijn studenten, dr. Tal Levy en dr. Khaula Alasad, begonnen met na te denken over hoe cellen hun groei reguleren op basis van de beschikbare energie. Als er voldoende energie is, slaan cellen vet op en synthetiseren ze veel eiwitten om energie op te slaan en te groeien. Als de energie beperkt is, moeten ze dit proces stoppen om hun hulpbronnen niet uit te putten.

Tumoren verkeren voornamelijk in een toestand van glucosetekort. Onderzoekers zijn op zoek gegaan naar moleculaire remmen waarmee kankercellen een glucosetekort kunnen overleven. Als ze uitgeschakeld kunnen worden, zal de tumor afsterven en zullen gewone cellen die geen tekort aan glucose hebben, onbeschadigd blijven.

Het mTOR-pad en de rol van 4EBP1

Rotblat en zijn team bestudeerden de mTOR-route (mammalian target of rapamycin), die eiwitten bevat die de energietoestand van de cel waarnemen en de groei ervan reguleren. Ze ontdekten dat een eiwit in de mTOR-route, bekend als 4EBP1, dat de eiwitsynthese remt wanneer het energieniveau daalt, essentieel is voor het overleven van menselijke cellen, muizen en zelfs gisten als ze geen glucose meer hebben.

Ze hebben aangetoond dat 4EBP1 dit doet door de niveaus van een sleutelenzym in de vetzuursyntheseroute, ACC1, negatief te reguleren. Dit mechanisme wordt door kankercellen, vooral hersenkankercellen, gebruikt om in tumorweefsel te overleven en agressieve tumoren te creëren.

Ontwikkeling van een nieuwe behandeling

Dr. Rotblat werkt nu samen met BGN Technologies en het Nationaal Instituut voor Biotechnologie in de Negev om een molecuul te ontwikkelen dat 4EBP1 blokkeert, waardoor tumorcellen met een tekort aan glucose doorgaan met het synthetiseren van vet en hun hulpbronnen uitputten als er een tekort aan glucose is.