Britse wetenschappers hebben een nieuwe manier gevonden om pancreaskankercellen te doden door de stekker uit de energiegenerator te trekken die calciumpompen op hun celoppervlak aandrijft. De studie, gepubliceerd in het British Journal of Cancer, rapporteert hoe het uitschakelen van de energietoevoer van de kanker ervoor zorgt dat de pancreaskankercellen ‘vergiftigd’ worden door een onomkeerbare ophoping van calcium.
Calcium in cellen is normaal gesproken gunstig omdat het talloze celfuncties regelt. De calciumspiegels worden echter strak gecontroleerd en worden normaal gesproken op zeer lage niveaus gehouden, omdat langdurige calciumverhogingen tot celdood leiden. Deze strakke controle wordt bereikt door calciumpompen op het celoppervlak die chemische energie gebruiken om calcium uit de cel te pompen. De onderzoekers ontdekten dat het uitschakelen van de energievoorziening van de kankercellen ervoor zorgt dat deze pompen falen en dat calcium stijgt, net als een beschadigde boot die water aanneemt.
Dr. Jason Bruce, van de afdeling Kankerwetenschappen aan de Universiteit van Manchester, die het onderzoek leidde, zei: “Alvleesklierkanker heeft enkele van de slechtste overlevingsstatistieken en is notoir resistent tegen standaardbehandelingen. Daarom identificeert hij potentiële zwakke punten van pancreaskankercellen. die kunnen worden benut om ze selectief te doden – in wezen hun ‘Achilles Heel’ vinden – moet een centrale onderzoeksstrategie blijven als we deze verwoestende ziekte willen aanpakken. ”
Het onderzoek, gefinancierd door het Britse liefdadigheidsinstelling Pancreatic Cancer Research Fund, identificeerde dat pancreaskankercellen een unieke manier hebben om energie uit suiker te extraheren om hun calciumpompen van brandstof te voorzien. Ze gebruiken een specifiek enzym, PKM2 genaamd, dat de onderzoekers in hoge concentraties in tumoren vonden in vergelijking met het omliggende gezonde weefsel van patiënten met alvleesklierkanker. Ze ontdekten ook dat de hoeveelheid PKM2 in tumoren gecorreleerd was met een slechte overleving van de patiënt, wat suggereert dat dit het doelwit kan zijn voor de behandeling van pancreaskanker.
Het Manchester-team voerde vervolgens experimenten uit op pancreaskankercellen in het laboratorium om erachter te komen wat er zou gebeuren als ze PKM2 op twee verschillende manieren zouden afsluiten. De eerste benadering was gericht op de machines die verantwoordelijk zijn voor het maken van PKM2-eiwit, wat uiteindelijk leidt tot een dramatische vermindering of “knock-down” van PKM2 in de kankercellen. De tweede benadering gebruikte een natuurlijk voorkomende PKM2-blokkeerder, genaamd shikonin, die PKM2 stopt met werken. Shikonin werd oorspronkelijk gewonnen uit de gedroogde wortels van de Arnebia-plant, die in de traditionele Chinese geneeskunde is gebruikt.
Shikonin was zeer effectief in het doden van pancreaskankercellen binnen slechts enkele uren na behandeling. Behandelde cellen hadden uitgeputte energieniveaus, wat op zijn beurt leidde tot het falen van hun calciumpompen en een toxische stijging van calcium. Shikonin heeft ook voorkomen dat de cellen groeien en migreren, wat een impact op de verspreiding van kanker impliceert.
Het team is nu van plan om medicijnen te zoeken die specifieker zijn voor PKM2 en andere medicijnen die zich richten op vergelijkbare energieproducerende enzymen, en willen onderzoeken of deze aanpak kan worden ontwikkeld tot een nieuwe behandeling voor alvleesklierkanker.
“Hoewel shikonin in het laboratorium zeer effectief bleek te zijn, kan het extra bijwerkingen in het lichaam hebben waardoor het minder nuttig is bij patiënten. Daarom willen we nieuwe medicijnen ontwerpen die selectief gericht zijn op dit proces om selectief alvleesklierkankercellen te doden, terwijl we vertrekken gezonde cellen die afhankelijk zijn van alternatieve energiebronnen die relatief intact zijn. ” legt Dr. Bruce uit.