Hur ett enzym kan stoppa spridningen av cancer
Forskare har identifierat en ny enzymmekanism som inducerar cancerceller som håller på att migrera för att förstöra sig själva genom att förnedra sina små kraftverk, eller mitokondrier. De hoppas att denna upptäckt kommer att leda till nya behandlingar som kan hindra tumörer från att spridas.
Processen genom vilken cancerceller bryter loss från sina primära platser och migrerar till närliggande och avlägsen vävnad kallas metastas.
Det är den "främsta anledningen" att cancer är en så allvarlig sjukdom.
När metastaser är på gång är sjukdomen mycket svårare att kontrollera och få cancerformer kan botas när de blir metastaserade.
Till exempel, även om endast cirka 5 procent av bröstcancer hos kvinnor är metastaserade vid första diagnosen, beror de allra flesta dödsfall på metastaser.
Avlägsnas från den extracellulära matrisen
I en rapport om resultaten som nyligen publicerades i tidskriften Naturcellbiologi, förklarar forskare från University of Notre Dame i Indiana hur cancerceller först måste lossa sig från den extracellulära matrisen - eller ”proteinställningen” som normalt håller cellerna på plats - innan de kan börja migrera.
För att lyckas bryta loss måste cancerceller besegra olika mekanismer som normalt utlöser celldöd när celler lossnar från den extracellulära matrisen. När tumörer utvecklas kan deras celler bli resistenta mot dessa mekanismer.
Tidigare forskning föreslog att en sådan mekanism kan fungera genom att öka oxidativ stress på cellen, men detaljerna har förblivit "dåligt definierade", noterar författarna.
Den nya studien undersökte ett cellenzym som kallas receptor-interagerande proteinkinas 1 (RIPK1), som redan var känt för att spela en roll i en typ av celldöd som kallas nekros.
En överraskande ny roll för RIPK1 i celldöd
Medan de undersökte RIPK1 blev forskarna förvånade över att enzymet verkade ha en effekt på mitokondrier, vilket tyder på en roll i en helt annan typ av celldöd.
”Vi tänkte verkligen”, förklarar seniorstudieförfattaren Zachary Schafer, docent i cancerbiologi, ”detta skulle bli en berättelse om nekros, men vi kunde inte se bevis på det och visste att det måste finnas något vi saknar."
Han och hans kollegor avslöjade att aktivering av RIPK1 när cellen lossnar från den extracellulära matrisen utlöser en process som kallas mitofagi som bryter ner mitokondrier, som är de små cellulära facken - ibland kallade "kraftverk" - som levererar det mesta av cellens energi.
Mitofagen utlöser ytterligare reaktioner i den fristående cellen som ökar nivåerna av reaktiva syrearter, eller de föreningar som orsakar oxidativ stress som leder till celldöd.
"Att titta på mitokondriella siffror förändrade fundamentalt vårt tänkande och fick oss att fokusera på ett annat sätt som RIPK1 kan få celler att dö."
Prof.Zachary Schafer
Ytterligare tester visade att blockering av relevant RIPK1-väg främjade tumörbildning i en levande modell.
Studieförfattarna drar slutsatsen att deras resultat tyder på att inriktning på "RIPK1-medierad induktion av mitofagi" kan vara ett effektivt sätt att stoppa tumörer från att spridas genom att eliminera cancerceller som lossnar från den extracellulära matrisen.
