אנזים GUK1 ממלא תפקיד מכריע במטבוליזם ובצמיחה של סרטן הריאות

סרטן ריאות הוא סוג של סרטן מאתגר במיוחד. לעיתים קרובות זה מכה באופן בלתי צפוי ואגרסיבי עם מעט אזהרה, וזה יכול לעצב בדרכים בלתי צפויות להתחמק מהטיפול.

בעוד שהחוקרים קיבלו תובנות חשובות לגבי הביולוגיה הבסיסית של סרטן הריאות, חלק מהתמרונים המולקולריים של המחלה נותרו חמקמקים.

כעת, צוות בהובלת מדענים בבית הספר לרפואה של הרווארד עשה צעדים בהבנת האופן בו פגם גנטי בחלק מהסרטן הריאות משנה את חילוף החומרים של תאי הסרטן כדי לתדלק את המחלה.

החוקרים זיהו עם מודלים עם מודלים של עכברים ותאי סרטן אנושיים, אנזים מטבולי הנקרא GUK1 בסרטן ריאה, ובו שינוי בשינוי אלק גֵן. הניסויים שלהם הראו כי GUK1 ממלא תפקיד חשוב בהגברת חילוף החומרים בתאי הגידול כדי לעזור להם לצמוח.

הממצאים, שדיווחו על 6 בפברואר ב תָא ותומכים בחלקם במימון פדרלי, מספקים תמונה ברורה יותר של אופן הפעולה של חילוף החומרים בסרטן הריאות.

המחקר יכול היה לקבוע את הבמה לפיתוח טיפולים שמכוונים ל- GUK1 לבלום את צמיחת הסרטן, כך נמסר מהצוות.

סרטן ריאות: אויב אימתני

כאונקולוג בית חזה בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, הסופר הראשון, ג'יימה שניידר, מטפל באופן קבוע בחולים עם סרטן ריאות, ורואה ממקור ראשון עד כמה המחלה יכולה להיות אגרסיבית ומתמשכת.

שניידר, שהוא גם מדריך לרפואה בביולוגיה של תאים ב- HMS, אמר כי "אחוז עצום מהמטופלים שאני רואה במרפאה מצליחים תקופה מסוימת על הטיפולים הזמינים כיום, אך בסופו של דבר הישנות," אמר שניידר, שהוא גם מדריך לרפואה בביולוגיה של תאים ב- HMS.

סרטן הריאות הוא הגורם המוביל למקרי מוות בסרטן בארצות הברית ובעולם, ולציין שניידר, המקרים הולכים וגדלים בקרב מעשנים שמעיים ומעשנים לשעבר מעשני אור מסיבות שנותרו מובן היטב.

חולי שניידר – שרבים מהם תרמו דגימות גידול למחקר – העניקו לה השראה ללמוד יותר על הבסיס המולקולרי של המחלה.

"אנחנו צריכים לחשוב מחוץ לקופסה כדי להשיג הבנה טובה יותר של ביולוגיה של מחלות בסרטן ריאות, ולזהות יעדים טיפוליים חדשים", אמרה.

שניידר הצטרף למעבדה של הסופרת הבכירה מרסיה הייגיס, פרופסור לביולוגיה של תאים במכון בלווטניק ב- HMS, החוקר כיצד משמרות מטבוליות יכולות להאיץ את ההזדקנות ולהניע את המחלות. בזמן שעבד במעבדת הייגיס, שניידר התחבר לסופר הראשון קירן קורמי, אז עמית מחקר שיש לו רקע באיתות ביוכימיה ותאי סרטן.

תאי סרטן חייבים לשנות את חילוף החומרים שלהם על מנת להמשיך לצמוח ולשרוד בין התקפות המותקנות על ידי מערכת החיסון וטיפולי סרטן, הסביר הייגיס.

"המטרה שלנו הייתה להבין כיצד סטיות גן סרטן ספציפיות עשויות לחיבור ישירות מסלולי חילוף חומרים כדי לאפשר צמיחת סרטן", אמרה.

הייגיס רואה במטבוליזם של סרטן תחום מתפתח במחקר סרטן, וכזה שיכול ליידע את התכנון של דור חדש של טיפולי סרטן מדויקים הממוקדים ישירות בתהליכים הסלולריים שמצית את צמיחת הגידול.

בלשים מטבוליים על המקרה

החוקרים התכוונו ללמוד סרטן ריאה הנגרם כתוצאה משינוי ב אלק גן שמוביל לייצור חלבון ALK לא תקין. ראשית, הם הקרינו את החלבונים המטבוליים שנמצאים באלה אלק-סרטנים חיוביים, וזיהו את GUK1 כאחד מעניין מיוחד.

ממש סיקרנו מהמשמעות האינטראקציה בין ALK ל- GUK1 – וכמו בלשים מטבוליים, זה מה שהלכנו אחריו. "

מרסיה הייגיס, פרופסור לביולוגיה של תאים, מכון בלווטניק ב- HMS

בשלב הבא הם ערכו סדרה של ניסויים בעכברים ותאי סרטן הנגזרים מהמטופלים כדי לחקור את תרומתו של GUK1 לשינויים מטבוליים ב- אלקתאי סרטן חיוביים.

המדענים קבעו כי GUK1 הוא אנזים המסייע לחלבוני ALK לא תקינים לייצר מולקולה הנקראת תוצר, מבשר למולקולה העשירה באנרגיה GTP שתאי סרטן זקוקים למשימות כמו חלוקה וייצור חלבונים. כאשר החוקרים השביתו את GUK1, צמיחת תאי הסרטן האטה במידה ניכרת, והציעו זאת אלקסרטן חיובי הופך להיות תלוי מאוד באנזים זה כדלק המולקולרי שלהם לשובבות.

"GUK1 התברר כי אחריות מטבולית בתת -קבוצה זו של סרטן הריאות המאפשר צמיחת גידולים והישרדות", אמר שניידר.

הצוות מצא גם עדויות לרמות GUK1 גבוהות בתת -סוגים נוספים של סרטן ריאות, מה שמרמז כי האנזים עשוי למלא תפקיד בסרטן ריאה המונע על ידי פגמים גנטיים אחרים.

"על ידי התמקדות בביולוגיה הבסיסית של סרטן הריאות, הצלחנו לזהות מנגנון מטבולי חדש החשוב במחלה", אמר הייגיס.

רק ההתחלה

החוקרים מציינים שיש עוד הרבה מה לחשוף לגבי GUK1 בסרטן. הם מעוניינים לחקור כמה סוגים של סרטן מונעים על ידי GUK1 בדרך כלשהי. הם גם רוצים להבין ביתר פירוט כיצד מעכב GUK1 משפיע על תאי סרטן. לבסוף, בהתחשב בעובדה שחולים רבים עם סרטן ריאות חוזרים בסופו של דבר, הם רוצים לחקור האם וכיצד GUK1 מסייע לתאי סרטן מתכנת מחדש את עצמם במטבולי לטיפול בצד.

אם GUK1 הוא אכן אנזים מפתח המעניק לסרטן שונים את הדחיפה המטבולית שהם צריכים לצמוח במהירות ובהתמדה, זה יכול להיות יעד משכנע לטיפולים סרטניים חדשים.

שניידר אמר כי "אנו מקווים כי זיהוי פגיעויות מטבוליות מובחנות כמו GUK1 יפתח דרכים חדשות למיקוד טיפולי בקרב חולי סרטן בעתיד."