Är detta det "perfekta läkemedlet" för att stoppa cancercellernas rörelse?
Cancerforskning tenderar att fokusera på att hitta effektivare sätt att förstöra tumörer, men ju mer cancerceller sprider sig, desto svårare blir det att eliminera dem. Så, för att "innehålla" cancer såväl som att förstöra det lättare, skulle det vara användbart att hämma dessa cellers rörelseförmåga.
Cellmotilitet avser cellens förmåga att migrera mellan olika platser.
När det gäller cancerceller bidrar deras ökade rörlighet till cancerns förmåga att spridas genom kroppen, eller metastasera, och bilda nya tumörer på ibland avlägsna platser.
Forskare från sex institutioner - inklusive Oregon Health and Science University (OHSU) i Portland, Xiamen University i Kina, University of Chicago i Illinois och Northwestern University i Evanston, IL - har tillbringat flera år på att hitta ett läkemedel som hämmar cancerceller rörlighet utan att påverka de omgivande friska cellerna.
Som Dr. Raymond Bergan, från OHSU, förklarar, "För den stora majoriteten av cancer - bröst, prostata, lungor, kolon och andra - om det upptäcks tidigt när det är en liten klump i det organet och det inte har spridit sig , Du kommer att leva."
"Och i allmänhet, om du hittar det sent, efter att det har spridit sig i hela din kropp, kommer du att dö", tillägger han och förklarar att det är därför det är avgörande att rikta sig mot cancercellernas rörelseförmåga.
”Rörelse är nyckeln”, fortsätter han och förklarar, “[Skillnaden är svart och vitt, natt och dag. Om cancerceller sprids över hela kroppen kommer de att ta ditt liv. Vi kan behandla det, men det kommer att ta ditt liv. ”
Under 2011 hittade Dr. Bergan och kollegor ett läkemedel som heter KBU2046 som kunde hämma rörlighet i humana cellmodeller av bröst-, prostatacancer, lungcancer och koloncancer in vitro.
I en artikel som nyligen publicerades i tidskriften Naturkommunikation, beskriver forskarna sitt arbete med KBU2046 på musmodeller av cancer, och hur de verifierade om läkemedlet hade en riktad effekt och endast attackerade cancerceller.
På jakt efter ett precisionsdrog
Forskarna förklarar att samarbetsarbete mellan avdelningar och institutioner i slutändan är det som gjorde det möjligt för dem att identifiera föreningen.
Forskare i kemilaboratoriet för professor Karl Scheidt, chef för Center for Molecular Innovation and Drug Discovery vid Northwestern University, designade nya molekyler som passar räkningen.
I sin tur analyserade Dr. Bergan och hans team dessa föreningar, testade med avseende på biverkningar och bedömde om de skulle kunna hämma rörelsen av cancerceller utan att påverka deras friska grannar.
"Vi har tagit en ledtråd från naturen", konstaterar professor Scheidt, "och genom kemins kraft skapat ett helt nytt sätt att potentiellt kontrollera spridningen av cancer. Det har varit en riktigt givande upplevelse att arbeta tillsammans som ett team för att i slutändan hjälpa cancerpatienter. ”
Att utveckla läkemedlet var en gradvis process där forskarna fortsatte att förbättra den ursprungliga föreningen, eftersom teamet ville att det skulle agera med så mycket precision som möjligt.
"Vi började med en kemikalie som hindrade celler från att röra sig, sedan förfinade vi alltmer kemikalien tills den gjorde ett perfekt jobb med att stoppa cellerna utan biverkningar", säger professor Scheidt.
”Alla läkemedel har biverkningar”, förklarar han, “så du letar efter det läkemedel som är mest specifikt som möjligt. Detta läkemedel gör det. ”
En förfinad mekanism
KBU2046 fungerar genom att interagera med värmechockproteiner, som spelar viktiga roller i cellfunktionen och kan hjälpa till att skydda dem från nedbrytning. Föreningen som utvecklats av forskargruppen påverkar mycket specifikt proteinernas verkan så att de kan förhindra cellmotilitet.
"Sättet som läkemedlet fungerar är att det binder till dessa renare proteiner för att stoppa cellrörelser, men det har ingen annan effekt på dessa proteiner", som Dr. Bergan konstaterar, vilket gör KBU2046: s aktivitet till en så lovande terapeutisk strategi.
Att utveckla ett sådant exakt läkemedel, förklarar Dr. Bergan, krävde enorma ansträngningar, och det tog [forskarna] år att räkna ut. "
Teamet stötte också på andra snubblar, till exempel en initial brist på finansiering på grund av den ovanliga karaktären hos forskningen då utredarna först bestämde sig för att genomföra den.
”Inledningsvis skulle ingen finansiera oss. Vi undersökte ett helt annat sätt att behandla cancer, säger Dr. Bergan.
”Förebyggande av sjukdomar i senare skede”
Läkemedlet har ännu inte testats på människor, men forskarna hoppas att de kommer att kunna genomföra prövningar så småningom.
De tror dock att detta kommer att kräva en stor summa pengar - cirka 5 miljoner dollar - och att det kommer att ta cirka två år tills de når en punkt där de är nöjda med sitt förarbete på föreningen.
För närvarande försöker forskarna få medel som gör det möjligt för dem att genomföra utredningar av nya läkemedelsstudier, vilket är ett nödvändigt steg för att förbereda kliniska prövningar.
"Det slutliga löftet med denna forskning är att vi arbetar för att utveckla en terapeutisk behandling som kan hjälpa till att hantera tidiga sjukdomar, vilket förhindrar patienter från att få den mer obotliga sjukdomen i ett senare skede", säger studieförfattare Ryan Gordon, från OHSU.
Hittills är forskarna nöjda med de resultat de har fått, och med det faktum att de fortsatte att driva framåt med en strategi som inte alltid har varit populär.
”Vi använde kemi för att undersöka biologin för att ge oss ett perfekt läkemedel som bara skulle hämma cancercellernas rörelse och inte skulle göra något annat. Den grundläggande förändringen i logiken fick oss att göra allt vi gjorde. ”
Dr. Raymond Bergan
