Μια ομάδα επιστημόνων από το VCU Massey Cancer Center ανακάλυψε μια μέχρι τώρα άγνωστη αλληλεπίδραση μεταξύ πρωτεϊνών, που είναι υπεύθυνες για την παροχή ενέργειας στα καρκινικά κύτταρα και θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη μελλοντικών θεραπειών για τον καρκίνο του παχέος εντέρου.
«Αυτή η μελέτη είναι πραγματικά συναρπαστική γιατί μπορεί να είμαστε σε θέση να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα ευρήματα για να επικαιροποιήσουμε την ανάπτυξη ενός εντελώς νέου αντικαρκινικού φαρμάκου εδώ στο Massey», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Can Senkal, μέλος του ερευνητικού προγράμματος Cancer Biology στο Massey.
Σύμφωνα με τα ευρήματα της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο Cell Reports, η πιθανή απάντηση βρίσκεται σε μια κατηγορία λιπαρών ενώσεων γνωστών ως ceramides.
Καρκίνος του παχέος εντέρου: 4 ύποπτα σημάδια
Τα ceramides ρυθμίζουν μια σειρά από ζωτικές κυτταρικές λειτουργίες και πολλά αντικαρκινικά φάρμακα διεγείρουν την παραγωγή ceramides για να βοηθήσουν στην αποτροπή της νόσου. Όταν διακοπεί αυτή η παραγωγή ceramides, τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν πιο αποτελεσματικά.
Η αλληλεπίδραση δύο πρωτεϊνών, κλειδί για νέα φάρμακα για τον καρκίνο του παχέος εντέρου
Ο Δρ. Senkal, που είναι επίσης επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας στην Ιατρική Σχολή VCU, και η ομάδα του άρχισαν να εξετάζουν εκτενώς τα κύτταρα στο εργαστήριο για να εντοπίσουν ποιες πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν τακτικά με πρωτεΐνες που παράγουν ceramides για να εντοπίσουν πιθανά μοτίβα που θα μπορούσαν να δικαιολογήσουν περαιτέρω έρευνα.
Οι συνθάσες ceramides -τα ένζυμα που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή των ceramides- διατίθενται σε μια ποικιλία από έξι διαφορετικές μορφές. Μέσω της έρευνάς της, η ομάδα του Δρ. Senkal παρατήρησε ότι η πρώτη μορφή, η συνθάση ceramide 1 (CerS1), ήταν εξαιρετικά αλληλεπιδραστική με μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη γνωστή ως πρωτεΐνη θερμικού σοκ 27 (Hsp27).
Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ δρουν σαν συνοδοί για άλλες πρωτεΐνες ώστε να διατηρήσουν την πλήρη λειτουργία τους. Ωστόσο, η υπερβολική τους αφθονία μπορεί να προκαλέσει αντίστροφα αποτελέσματα και να εμποδίσει τις συνθάσες ceramides να κάνουν τη δουλειά τους.
Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης ότι η δραστηριότητα της Hsp27 ήταν υψηλότερη σε πολλά καρκινικά κύτταρα του παχέος εντέρου, ενώ ταυτόχρονα η δραστηριότητα της CerS1 ήταν σημαντικά χαμηλότερη, ωθώντας τον Δρ. Senkal και την ομάδα του να εξετάσουν εάν η απουσία του ενός συνδέεται με την παρουσία του άλλου.
«Υπάρχει αυτό το είδος σχέσης γιν-γιανγκ, που μας έδωσε την ιδέα να το ακολουθήσουμε. Η Hsp27 είναι σαν το κακό που κρατάει πίσω το καλό, το CerS1», εξηγεί ο Δρ. Senkal.
Μέσω της μελέτης, οι επιστήμονες εντόπισαν έναν συγκεκριμένο βιολογικό μηχανισμό μέσω του οποίου η Hsp27 αλληλεπιδρούσε και ανέστειλε τη λειτουργία της CerS1 στα καρκινικά κύτταρα του παχέος εντέρου.
Μπλοκάροντας σκόπιμα τη δραστηριότητα της Hsp27 σε αυτά τα κύτταρα, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι η μειωμένη παρουσία της οδήγησε σε αυξημένη επανενεργοποίηση της CerS1, η οποία με τη σειρά της επέβαλε μείωση της μιτοχονδριακής λειτουργίας.
«Τα καρκινικά κύτταρα βασίζονται στα μιτοχόνδρια για να έχουν την ενέργεια να πολλαπλασιαστούν. Χωρίς αυτήν, τα καρκινικά κύτταρα δεν μπορούν πλέον να διατηρήσουν την ποσότητα ενέργειας που χρειάζονται και πεθαίνουν», αναφέρει ο Δρ. Senkal.
Μπλοκάροντας τη λειτουργία αυτών των πρωτεϊνών θερμικού σοκ, ουσιαστικά οι ερευνητές ήταν σε θέση να επανενεργοποιήσουν το κυτταρικό χέρι που θα μπορούσε να τραβήξει το βύσμα στην πηγή ρεύματος που συνδέεται με τον καρκίνο.
Αυτή η αποκάλυψη οδήγησε τους συγγραφείς της μελέτης να υποστηρίξουν ότι η Hsp27 θα μπορούσε να είναι πρωταρχικός στόχος στη δημιουργία νέων θεραπειών για τον καρκίνο του παχέος εντέρου.
«Μπορούμε πραγματικά να ακολουθήσουμε αυτές τις αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης και να επανενεργοποιήσουμε με ακρίβεια ορισμένα ένζυμα ενώ δεν αγγίζουμε άλλα», είπε ο Δρ. Senkal.
Αυτά τα ευρήματα είναι το αποτέλεσμα μιας δεκαετούς έρευνας από την επιστημονική ομάδα, σε μια περιοχή που σημείωσε ότι στην πραγματικότητα δεν διερευνάται από κανέναν άλλον.
Ο Δρ. Senkal γνωρίζει ότι δεν πρόκειται για ένα επίτευγμα που θα αναγνωριστεί εν μία νυκτί, αλλά ελπίζει να συνεργαστεί με άλλους επιστήμονες στο Massey σε μια μακροπρόθεσμη προσπάθεια να εφαρμόσει αυτά τα ευρήματα στην εσωτερική ανάπτυξη νέων φαρμάκων στο αντικαρκινικό κέντρο.
Αν και αυτή η μελέτη έδειξε ενθαρρυντικά αποτελέσματα στον καρκίνο του παχέος εντέρου, οι ερευνητές ελπίζουν να διευρύνουν το εύρος της σε πρόσθετους συμπαγείς όγκους στους οποίους έχει παρατηρηθεί η υπερέκφραση της Hsp27, συμπεριλαμβανομένων των καρκίνων του πνεύμονα, του παγκρέατος και του προστάτη.
«Ελπίζουμε να δείξουμε αυτή τη σύνδεση και σε άλλους όγκους, οι οποίοι θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν καλύτερα τον πληθυσμό ασθενών στη λεκάνη απορροής του Massey», κατέληξε ο Δρ. Senkal.