Forskare har med en ny metod berövat hjärncancerceller deras förmåga att överleva

När man stänger av bromsarna på en racerbil kraschar den snabbt. Dr. Barak Rotblat vill göra något liknande med hjärncancerceller: stänga av deras förmåga att överleva när glukosbristen är slut. Han siktar på att påskynda tumörcellerna så att de dör lika snabbt. Denna nya metod för att behandla hjärncancer är baserad på ett decennium av forskning i hans laboratorium.

Nya upptäckter

Dr. Rotblat, hans studenter och medforskaren Gabriel Leprivier vid Institutet för neuropatologi vid Universitetssjukhuset Düsseldorf publicerade sina resultat förra veckan i tidskriften Nature Communications.

Fram tills nu trodde man att cancerceller främst var inriktade på tillväxt och snabb reproduktion. Det har dock visat sig att tumörer har mindre glukos än normal vävnad.

Om cancerceller är helt fokuserade på att snabbt reproducera sig, borde de vara mer beroende av glukos än normala celler. Men tänk om deras absoluta prioritet är överlevnad, inte exponentiell tillväxt? Att utlösa tillväxt när glukos är en bristvara kan då leda till att cellen får slut på energi och dör.

Utsikter för personlig medicin

”Detta är en spännande upptäckt som vi har gjort efter ett decennium av forskning”, förklarar Dr. Rotblat. ”Vi kan rikta in oss uteslutande på cancerceller utan att påverka normala celler, vilket kommer att vara ett viktigt steg mot personlig medicin och terapier som kringgår friska celler på samma sätt som kemoterapi och strålning gör.”

"Vår upptäckt av glukosbrist och antioxidanternas roll öppnar ett terapeutiskt fönster för utvecklingen av en molekyl som skulle kunna behandla gliom (hjärncancer)", tillägger han. Ett sådant terapeutiskt medel skulle också kunna tillämpas på andra typer av cancer.

Forskning och dess resultat

Rotblat och hans studenter, Dr. Tal Levy och Dr. Haula Alasad, började med att anta att celler reglerar sin tillväxt baserat på tillgänglig energi. När energin är riklig ackumulerar cellerna fett och syntetiserar mycket proteiner för att lagra energi och växa. När energin är begränsad måste de stoppa denna process för att undvika att energin tar slut.

Tumörer befinner sig generellt i ett tillstånd av glukosbrist. Forskare har börjat leta efter molekylära bromsar som gör att cancerceller kan överleva i ett glukosunderskott. Om de kan stängas av kommer tumören att dö, och normala celler som inte är svältande på glukos kommer att förbli oskadda.

MTOR-signalvägen och rollen för 4EBP1

Rotblat och hans team studerade mTOR-vägen (mammalian target of rapamycin), som är utrustad med proteiner som mäter en cells energitillstånd och reglerar dess tillväxt. De fann att ett protein i mTOR-vägen, känt som 4EBP1, som hämmar proteinsyntesen när energinivåerna sjunker, är avgörande för överlevnaden hos mänskliga, mus- och till och med jästceller när de har brist på glukos.

De visade att 4EBP1 gör detta genom att negativt reglera nivåerna av ett viktigt enzym i fettsyrasyntesvägen, ACC1. Denna mekanism används av cancerceller, särskilt hjärncancerceller, för att överleva i tumörvävnad och skapa aggressiva tumörer.

Utveckla en ny behandling

Dr. Rotblat arbetar nu med BGN Technologies och National Institute of Biotechnology i Negev för att utveckla en molekyl som blockerar 4EBP1, vilket får glukosbristfälliga tumörceller att fortsätta syntetisera fett och utarma sina resurser när glukosen är uttömd.