Celulele canceroase supraviețuiesc, în parte, consumând cantități mari de zahăr pentru a-și alimenta creșterea rapidă. În loc să încerce să le priveze de acest combustibil, cercetătorii au dezvoltat un compus experimental care le stimulează și mai mult consumul de zahăr, blocându-le în același timp accesul la o altă sursă importantă de energie: grăsimile.
Cercetătorii de la Universitatea din Texas la Austin raportează în revista Nature Chemical Biology că strategia în două etape copleșește metabolismul celulelor canceroase. Prin accelerarea consumului de zahăr și prin interferarea cu metabolismul grăsimilor, compusul supune celulele unui stres suficient de mare încât multe dintre ele să moară.
Deși cercetarea se află în stadiu preclinic, descoperirea validează o nouă direcție în oncologie: distrugerea tumorilor prin atacarea simultană a două căi metabolice esențiale, o metodă mai precisă și cu efecte secundare reduse asupra țesuturilor sănătoase.
Abordarea a fost testată împotriva unei forme agresive de melanom la șoareci, unde tratamentul experimental a distrus majoritatea celulelor canceroase, având în același timp un efect mult mai redus asupra celulelor necanceroase.
„Îmi place să mă gândesc la această tehnologie ca la un dragon cu două capete. Punem o parte a celulei în suprasolicitare, slăbind în același timp o altă parte. Se pare că este extrem de puternică.”, a declarat Xiaolu (Lulu) Lim Ang Cambronne, profesor asociat de biosciințe moleculare la UT și coautor corespondent.
Experimentele de laborator au arătat că acest compus a fost eficient și împotriva mai multor tipuri de celule canceroase umane, inclusiv melanom, leucemie, cancer de sân, cancer pulmonar, cancer hepatic și neuroblastom.
Cum funcționează noul tratament experimental: Suprasolicitarea cu zahăr și blocarea grăsimilor
Compusul conține două părți funcționale. Componenta sa de țintire, o moleculă cunoscută sub numele de XJ-4-85, se leagă de o enzimă numită PFKL și accelerează glicoliza — descompunerea zahărului — în interiorul celulelor canceroase.
Odată legată, XJ-4-85 eliberează un al doilea compus, care vizează o altă enzimă, CPT2. Această enzimă permite în mod normal celulelor să obțină energie prin descompunerea acizilor grași. Consumul crescut de zahăr, combinat cu blocarea accesului la acizii grași, interferează simultan cu două surse majore de energie celulară și inhibă astfel creșterea cancerului.
„Modul în care acționează acest medicament a fost cu totul neașteptat. A fost nevoie de multă cercetare pentru a înțelege ce se întâmplă la nivel molecular. De asemenea, am fost surprinși să observăm cât de selectiv se leagă de celulele canceroase.”, a declarat Xiaoding Jiang, cercetător postdoctoral în cadrul Laboratorului Hsu, care a proiectat molecula.
O alternativă mai mică la medicamentele pe bază de anticorpi
Atacarea cancerului prin două mecanisme simultan nu este ceva cu totul nou. Conjugatele medicament-anticorp (ADC), o clasă în expansiune de medicamente împotriva cancerului, folosesc anticorpi pentru a recunoaște celulele canceroase și administrează apoi chimioterapia direct la nivelul tumorii. Cercetătorii afirmă însă că aceste tratamente au limitări importante.
Spre deosebire de medicamentele tradiționale (ADC) care acționează la exterior, noile molecule sintetizate – denumite conjugate electrofil-medicament (EDC) – au o dimensiune suficient de redusă pentru a pătrunde direct în interiorul celulei maligne, neutralizând proteinele interne.
„Anticorpii sunt dificil de produs și, deoarece sunt atât de mari, pot viza doar proteinele de la suprafața celulelor canceroase. Considerăm acest nou compus ca fiind un echivalent complet chimic al ADC-urilor. Acestea sunt mult mai ușor de fabricat. Și, deoarece sunt mai mici, pot viza chiar și proteinele care se află în interiorul celulelor.”, a declarat Ken Hsu, profesor asociat de chimie la UT și coautor corespondent.
Testarea pe oameni este încă departe
Descoperirile se află într-un stadiu incipient. În ciuda rezultatelor încurajatoare obținute în laborator și pe animale, vor fi necesare mult mai multe teste înainte ca cercetătorii să poată studia compusul pe oameni.
Cercetarea ar putea indica și o metodă mai amplă de construire a unor medicamente similare, formate din două părți. Cercetătorii numesc acești compuși „conjugate electrofil-medicament”, sau EDC-uri.
„Acestea au potențialul de a fi utile nu doar în cazul cancerului, ci și pentru alte tipuri de boli”, a spus Cambronne.
Cercetătorii au recunoscut că munca a fost posibilă datorită colaborării dintre specialiștii de la UT și alte instituții. „Acest proiect a necesitat efortul colectiv al multor oameni”, a spus Hsu, bursier CPRIT.
Trecerea acestui tratament experimental pentru cancer din laborator în etapa testelor clinice pe pacienți umani ar putea dura ani de zile. Cu toate acestea, abordarea moleculelor EDC demonstrează că biologia și vulnerabilitățile metabolice ale tumorilor pot fi exploatate chimic cu o precizie fără precedent.
Ce s-a mai descoperit în Știință?
O cauză ascunsă a îmbătrânirii s-ar putea răspândi din adâncul oaselor
Unicul participant la propriul studiu, un profesor a ajuns la o vârstă biologică cu peste 15 ani sub cea reală
Urcatul frecvent al scărilor, asociat cu un risc cu 39% mai mic de deces cardiovascular
Mișcarea ajută neuronii să-și repare ADN-ul. Suplimentele antioxidante ar putea slăbi acest efect
