Wetenschappers hebben met een nieuwe methode het overlevingsvermogen van hersenkankercellen ontnomen

Als je de remmen van een raceauto loslaat, crasht hij snel. Dr. Barak Rotblat wil iets soortgelijks doen met hersenkankercellen: hun vermogen om te overleven uitschakelen wanneer de glucosevoorraad uitgeput raakt. Hij wil de tumorcellen versnellen zodat ze net zo snel afsterven. Deze nieuwe aanpak voor de behandeling van hersenkanker is gebaseerd op tien jaar onderzoek in zijn laboratorium.

Nieuwe ontdekkingen

Dr. Rotblat, zijn studenten en mede-onderzoeker 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 gedacht dat kankercellen zich primair richtten op groei en snelle voortplanting. Het is echter aangetoond dat tumoren minder glucose bevatten dan normaal weefsel.

Als kankercellen zich volledig richten op snelle reproductie, zouden ze afhankelijker moeten zijn van glucose dan normale cellen. Maar wat als hun absolute prioriteit overleving is, en niet exponentiële groei? Dan zou het stimuleren van groei bij een glucosetekort ertoe kunnen leiden dat de cel zonder energie komt te zitten en afsterft.

Vooruitzichten voor gepersonaliseerde geneeskunde

"Dit is een spannende ontdekking die we na tien jaar onderzoek hebben gedaan", legt Dr. Rotblat uit. "We kunnen kankercellen uitsluitend aanpakken zonder normale cellen aan te tasten. Dit is een belangrijke stap in de richting van gepersonaliseerde geneeskunde en therapieën die gezonde cellen omzeilen, net zoals chemotherapie en bestraling dat doen."

"Onze ontdekking van glucosegebrek en de rol van antioxidanten opent een therapeutisch venster voor de ontwikkeling van een molecuul dat glioom (hersentumoren) zou kunnen behandelen", voegt hij eraan toe. Zo'n therapeutisch middel zou ook kunnen worden toegepast bij andere soorten kanker.

Onderzoek en de resultaten ervan

Rotblat en zijn studenten, Dr. Tal Levy en Dr. Haula Alasad, begonnen met de gedachte dat cellen hun groei reguleren op basis van beschikbare energie. Wanneer er veel energie is, slaan cellen vet op en synthetiseren ze grote hoeveelheden eiwitten om energie op te slaan en te groeien. Wanneer er een energietekort is, moeten ze dit proces stoppen om te voorkomen dat ze zonder energie komen te zitten.

Tumoren verkeren over het algemeen in een toestand van glucosegebrek. Onderzoekers zijn op zoek gegaan naar moleculaire remmen die kankercellen in staat stellen te overleven bij een glucosetekort. Als deze kunnen worden uitgeschakeld, sterft de tumor af en blijven normale cellen die geen glucosegebrek hebben, ongedeerd.

MTOR-pad en de rol van 4EBP1

Rotblat en zijn team bestudeerden het mTOR-pad (mammalian target of rapamycin), dat is uitgerust met eiwitten die de energiestatus van een cel meten en de groei ervan reguleren. Ze ontdekten dat een eiwit in het mTOR-pad, bekend als 4EBP1, dat de eiwitsynthese remt wanneer het energieniveau daalt, essentieel is voor het overleven van menselijke, muizen- en zelfs gistcellen bij een tekort aan glucose.

Ze toonden aan dat 4EBP1 dit doet door de niveaus van een belangrijk enzym in de vetzuursyntheseroute, ACC1, negatief te reguleren. Dit mechanisme wordt door kankercellen, met name hersentumoren, gebruikt om te overleven in tumorweefsel en agressieve tumoren te creëren.

Een nieuwe behandeling ontwikkelen

Dr. Rotblat werkt nu samen met BGN Technologies en het National Institute of Biotechnology in de Negev om een molecuul te ontwikkelen dat 4EBP1 blokkeert, waardoor tumorcellen die geen glucose meer hebben, vet blijven synthetiseren en hun bronnen uitputten wanneer de glucose is uitgeput.