Gene maakt het mogelijk dat cellen overleven, zelfs als de groei stopt

Onderzoekers in Australië hebben een genetisch defect ontdekt dat de groei van cellen kan belemmeren, maar hen in een dood-tartende staat brengt waar ze hun eigen cellulaire materiaal consumeren om te overleven. Ze geloven dat de ontdekking van zo'n belangrijk kenmerk van celgroei kan leiden tot nieuwe behandelingen voor ziekten, waaronder kanker.
Joan Heath, Associate Professor de Melbourne-Parkville Branch van het Ludwig Institute for Cancer Research, en collega's, schrijven over hun bevindingen in het online nummer van 7 februari PLOS Genetics.
Heath, een lid van het Ludwig Institute, heeft onlangs haar onderzoeksgroep overgedragen aan het Walter and Eliza Hall Institute.

Bestuderen van zebravis-embryo's

Heath en haar team bestudeerden zebravisembryo's toen ze hun ontdekking deden. De embryo's die ze aan het onderzoeken waren, bevatten genetische mutaties die ervoor zorgen dat cellen tijdens de ontwikkeling van organen niet snel groeien.
Ze kozen ervoor om zebravisembryo's te bestuderen, omdat ze in een persverklaring verklaart:

"Zebravisembryo's bieden ons een geweldig laboratoriummodel voor deze onderzoeken omdat ze transparant zijn, een attribuut waarmee we de groei van snel ontwikkelende organen in levende dieren kunnen volgen onder een eenvoudige microscoop."
Een andere reden, voegt ze eraan toe, is dat de "genen die de groei en proliferatie van ontwikkelende weefsels controleren, in wezen identiek zijn in zebravissen en mensen, en waarvan bekend is dat ze vaak worden gevorderd door kankercellen."

Ribosoomproductie blokkeren

De onderzoekers ontdekten dat een variant van een weinig bekend gen genaamd pwp2h, ervoor zorgt dat ribosomen verkeerd worden samengesteld.
Ribosomen zijn 'eiwitfabrieken': grote moleculaire machines in cellen die de eiwitten essentieel maken voor de groei en verdeling van cellen. Als ze niet goed samenkomen, stopt de eiwitproductie en stoppen cellen met delen.
Onderzoekers zijn momenteel erg geïnteresseerd in het ontwikkelen van therapieën die gericht zijn op de productie van ribosomen als een manier om te voorkomen dat kankercellen zich splitsen.

Maar wat Heath en haar collega's intrigeerden was het feit dat, zoals zij uitlegt, "cellen onder stress van ribosoomfalen niet doodgingen, maar dat de cellen een overlevingsmechanisme inschakelden dat autofagie heet en voedingsstoffen begon te verkrijgen door hun eigen intracellulaire componenten te verteren."

Implicaties voor de behandeling van kanker

Heath zegt dat hun ontdekking belangrijk kan zijn voor onderzoekers die zich bezighouden met kankerbehandelingen die gericht zijn op de productie van ribosomen.
Hun onderzoek suggereert dat behandelingen die ribosoomassemblage verstoren het gewenste effect zouden hebben van het stoppen van celgroei, maar ze zouden ook het ongewenste effect kunnen hebben om de cellen in een overlevingsstaat te duwen.
"Een antikankerbehandeling die onbedoeld de overleving van kankercellen door autofagie bevordert, is duidelijk niet wenselijk," zegt Heath.
Maar zij en haar collega's ontdekten ook een manier om dit te omzeilen:
"... onze bevindingen in de zebravis laten zien dat als ribosoomassemblage wordt geblokkeerd en tegelijkertijd autofagie wordt geremd, cellen snel afsterven."
De onderzoekers suggereren misschien dat een combinatie van remmers een effectieve behandeling voor kanker zou zijn: één blokkerende ribosoomproductie en de andere autofagie met blokkerende cellen.
Het team is van plan door te gaan met het werk van de zebravis. Ze hebben een aantal celprocessen geïdentificeerd die snel delende cellen zoals kankercellen vertrouwen. Hun volgende stap zal zijn om te testen of dit geschikte doelen zijn voor geneesmiddelen tegen kanker.
Fondsen van de National Health and Medical Research Council en de Victoriaanse regering hielpen de studie te financieren.
Geschreven door Catharine Paddock PhD