LA JOLLA, CALIF. - 12 mei 2021 - Wetenschappers van het Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute hebben een diepe duik genomen in een voorheen over het hoofd geziene familie van eiwitten en hebben ontdekt dat ze essentieel zijn om de energie te behouden die cellen nodig hebben om te groeien en te overleven. De eiwitten, bekend als lipidekinasen, produceren boodschappers die het celmetabolisme in evenwicht helpen brengen en de algehele gezondheid bevorderen. De bevindingen, gepubliceerd in Developmental Cell, bieden verdere ondersteuning om lipidekinasen na te streven als veelbelovende therapeutische doelen voor ziekten die overmatige energie vereisen, zoals kanker.
"Kankercellen hebben honger - ze groeien sneller dan de meeste celtypen en hebben energie nodig om hun agressieve pogingen tot uitzaaiing te ondersteunen", zegt Brooke Emerling, Ph.D., assistent-professor in het Cell and Molecular Biology of Cancer Program bij Sanford Burnham Prebys en corresponderende auteur van de studie. "Onze studie is een van de eerste om te onderzoeken hoe PI5P4Ks - lipidekinasen met bekende links naar sarcomen en bepaalde soorten borstkanker - communicatie binnen de cel vergemakkelijken en een energiebalans handhaven om de celgroei te ondersteunen."
Wetenschappers hebben jarenlang geprobeerd kanker een halt toe te roepen door te voorkomen dat voedingsstoffen de tumorcellen bereiken. Maar deze pogingen waren teleurstellend omdat kankercellen lastig zijn en back-uproutes creëren om voedsel te vinden om hun groei te ondersteunen. Emerling's benadering is om metabole kwetsbaarheden in cellen te vinden en aan te vallen, waardoor ze zelfs in een overvloed aan voedingsstoffen en speciale tactieken energie zouden verliezen.
Door een combinatie van cellijnen, beeldvormingstechnologie en muistumormodellen te gebruiken, onthulde het team van Emerling dat PI5P4K's een actieve boodschapper produceren die de communicatie coördineert tussen peroxisomen en mitochondriën - twee organellen die nauw betrokken zijn bij het maken en gebruiken van brandstof om cellulaire groei te ondersteunen. Bij afwezigheid van de boodschapper wordt het samenspel tussen de organellen afgebroken, raken de mitochondriën overwerkt en verhongeren cellen en sterven ze af.
"Mitochondriën zijn de krachtpatsers van de cel", zegt Archna Ravi, Ph.D., een postdoctoraal onderzoeker in het lab van Emerling en eerste auteur van het artikel. “Ze spelen een essentiële rol bij het opwekken van energie om de cellulaire functie en eigenlijk alle biologische processen te stimuleren. Dit onderzoek ondersteunt het inzetten van PI5P4K's als een strategie voor de behandeling van kanker, omdat het tumoren het enige zou ontnemen waar ze niet zonder kunnen: energie. "
Het team van Emerling ontdekte eerder de essentiële rol van PI5P4K bij tumorvorming. De nieuwe studie geeft een rol aan voor PI5P4K's, niet alleen bij het vestigen van tumoren, maar voor het eerst bij het onderhoud van de tumor.
"We gebruiken sarcomen als een tumormodel omdat PI5P4K's in hoge mate tot expressie komen in sarcomen van hoge kwaliteit, en hun expressie correleert met de overleving van de patiënt", zegt Emerling. "Sarcomen zijn een zeldzame groep kankers die het bindweefsel van het lichaam aantasten, en ongeveer de helft van alle gevallen kan worden genezen, maar voor de andere helft zijn betere therapieën hard nodig."
Het richten op PI5P4K kan ook waardevol zijn voor andere tumortypen die ingrijpende metabolische veranderingen hebben ontwikkeld om voedingsstoffen te verkrijgen, zoals drievoudige negatieve borstkanker. Net als sarcomen blijven drievoudige negatieve borstkankertherapieën jammerlijk ontoereikend.
“Ons doel is om in de nabije toekomst medicijnen te ontwikkelen die PI5P4K remmen en de medicijnen in muizen te testen. Als dit lukt, hopen we door te gaan naar klinische proeven bij mensen. Ik denk dat de toekomst van ons onderzoek er nu heel rooskleurig uitziet ”, besluit Emerling.
###
Andere auteurs van het onderzoek zijn onder meer Lavinia Palamiuc, Ryan M. Loughran, Gurpreet K. Arora en Vivian Tieu van Sanford Burnham Prebys; Joanna Triscott, Matthias Reist en Mark A. Rubin aan de Universiteit van Bern, Zwitserland; Avi Kumar en Christian Metallo bij UCSD, La Jolla, CA; Chantal Pauli aan het Universitair Ziekenhuis Zürich en de Universiteit van Zürich; Rachel J. Lew aan de Gladstone Institutes, San Francisco; Shauna L. Houlihan bij Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York; en Christof Fellmann bij UCSF, San Francisco.
De DOI van het onderzoek is xxx.
Onderzoek gerapporteerd in dit persbericht werd ondersteund door subsidies van DOD (W81XWH-14-10440), NCI (R01 CA237536) en ACS (RSG-20-064-01-TBE) aan Brooke Emerling, MSCA (797949) aan Joanna Triscott , NIGMS (R00GM118909) aan Christof Fellmann, SNSF (31003A_175609) aan Mark A. Rubin, en Weill Cornell Medicine Englander Institute for Precision Medicine.
Chantal Pauli is een wetenschappelijk adviseur voor SEngine Precision Medicine en is momenteel een studie-patholoog voor de CUPISCO-studie, die wordt gesponsord door Roche. Pauli ontvangt een vergoeding voor studiereizen en een vergoeding voor haar werk als studiepatholoog ten behoeve van haar werkgever. Christof Fellmann is medeoprichter van Mirimus.
Over Sanford Burnham Prebys Medical Research Institute
Sanford Burnham Prebys is een vooraanstaand, onafhankelijk biomedisch onderzoeksinstituut dat zich toelegt op het begrijpen van de menselijke biologie en ziekten en het bevorderen van wetenschappelijke ontdekkingen die een diepgaande invloed hebben op de menselijke gezondheid. Al meer dan 40 jaar heeft ons onderzoek geleid tot doorbraken op het gebied van kanker, neurowetenschappen, immunologie en kinderziekten, en het wordt verankerd door ons door het NCI aangewezen kankercentrum en geavanceerde mogelijkheden om geneesmiddelen te ontdekken. Bezoek ons voor meer informatie op SBPdiscovery.org of op Facebook op facebook.com/SBPdiscovery en op Twitter @SBPdiscovery.
Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Bron: https://bioengineer.org/researchers-reveal-the-internal-signals-cells-use-to-maintain-energy/
