Gift eller botemedel? Arsenik kan hjälpa till att behandla cancer, konstaterar studien
Arsenik är ökänt för sina skadliga egenskaper. Vissa arsenikföreningar - i noggrant uppmätta doser - kan dock användas i medicinska behandlingar. En sådan förening kan till och med hjälpa till att behandla cancer, säger forskare.
Arsenik listas ofta som cancerframkallande, vilket är ett ämne vars närvaro i en persons miljö kan leda till utveckling av cancer.
Vissa arsenikbaserade föreningar har dock använts genom historien för att behandla olika medicinska tillstånd.
En sådan förening - kallad arseniktrioxid (ATO) - används fortfarande idag, och den fick faktiskt Food and Drug Administration (FDA) godkännande under marknadsföringsnamnet Trisenox 2001.
Nu undersöker forskare från Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) i Boston, MA, ATO: s potential för behandling av cancer.
Specifikt drs. Kun Ping Lu, Xiao Zhen Zhou och kollegor tittade på hur ATO i kombination med ett annat befintligt läkemedel - all-trans retinsyra (ATRA) - kan användas för att faktiskt bota promyelocytisk leukemi, som är en typ av blodcancer.
Mekanismerna genom vilka ATO i kombination med ATRA kan hjälpa till att bota denna typ av leukemi har varit oklara, men denna studie belyser hur dessa ämnen verkar på mobilnivå, vilket tyder på att deras interaktion kan vara användbar vid behandling av andra typer av cancer, som väl.
Deras resultat visas i tidskriften Naturkommunikation.
Blockera och förstöra ett nyckelenzym
Forskarna arbetade med modeller av leukemi, bröst och levercancer, och de kunde upptäcka att ATO-ATRA-kombinationen förstörde ett enzym som kallas Pin1.
Pin1 spelar en nyckelroll för att reglera signalnätverk vid cancer; det aktiverar över 40 proteiner som matar cancertumörer, samtidigt som det blockerar över 20 proteiner som normalt skulle undertrycka tumörtillväxt.
Detta enzym är överaktivt i de flesta typer av cancer som finns hos människor - särskilt i cancerstamceller, som driver tumörtillväxt och ofta kan vara nyckeln till cancerresistens mot traditionella behandlingar.
I denna studie observerade forskarna att ATO binder till Pin1, blockerar dess verkan och så småningom leder till enzymets försämring. Samtidigt underlättar och ökar ATRA - som också binder till Pin1 och bryter ner det - cellernas intag av ATO.
Detta leder till ökat uttryck av ett protein som är specifikt för cellmembran, vilket ökar cellernas absorption av ATO.
När man arbetade med möss konstruerade för att inte uttrycka Pin1 såg forskarna också att gnagare faktiskt var mycket resistenta mot cancer.
Dessa djur fick inga skadliga effekter som ett resultat av det blockerade enzymuttrycket under ungefär hälften av deras livslängd, vilket tyder på att inriktning på Pin1 vid baslinjen kan vara ett säkert tillvägagångssätt.
”Vår upptäckt föreslår starkt en spännande ny möjlighet att lägga till [ATO] till befintliga terapier vid behandling av trippel-negativ bröstcancer och många andra cancertyper, särskilt när patienternas cancer visar sig vara Pin1-positiv. Detta kan förbättra resultaten av cancerbehandling avsevärt. ”
Dr. Xiao Zhen Zhou
Framtida arbete för att åtgärda brister
Drs. Zhou, Lu och kollegor betonar att deras nya resultat kan leda till effektiva strategier för att rikta sig mot Pin1, för vilka inga hämmare hittills har utvecklats.
"Det är glädjande att se denna kombination av [ATRA] och [ATO] som mitt [laboratorium] upptäckte att vara botande vid behandling av akut promyelocytisk leukemi översättas till möjliga metoder för behandling av andra cancerformer", förklarar doktor Pier Paolo Pandolfi, av BIDMC, som först fann att en kombinerad ATO-ATRA-behandling kunde bota den typen av blodcancer.
"I själva verket", tillägger han, "det är intressant att spekulera i att denna kombination till och med kan visa sig botande i andra tumörtyper som ännu inte upptäckts."
Ändå noterar teamet en brist på kombinationsbehandlingen ATO-ATRA - nämligen att ATRA har en mycket kort halveringstid hos människor.
"Vi och andra har bekräftat [ATRA] förmåga att hämma Pin1-funktionen vid bröstcancer, levercancer och akut myeloid leukemi, liksom vid lupus och astma", konstaterar Dr. Lu.
Till detta tillägger han varningen, "[H] owever, klinisk användning av [ATRA], särskilt i solida tumörer, har begränsats allvarligt av dess mycket korta halveringstid på 45 minuter hos människor."
Författarna hoppas ändå att resultaten av studien kommer att ge tillräcklig motivation för framtida studier för att fokusera på att utveckla längre livslängd, mer motståndskraftig ATRA.
”Våra resultat stimulerar utvecklingen av längre halveringstid [ATRA] att kombinera med [ATO] eller andra mer potenta Pin1-hämmare, eftersom de kan erbjuda ett lovande nytt tillvägagångssätt för att bekämpa ett brett spektrum av cancer utan allmän toxicitet, vilket bevisats vid härdning [ akut promyelocytisk leukemi], säger Dr. Lu.
