Urea dysfunktioner i levern kan signalera cancer
Ureacykeln är det viktigaste sättet att människokroppen avyttrar kväveavfall. Ny forskning tyder på att störningar i denna process kan vara ett tidigt tecken på cancer.
En ny studie, nu publicerad i tidskriften Cell, föreslår att det sätt på vilket människokroppen bearbetar kväve kan vara nyckeln till att hitta nya sätt att upptäcka och förstöra cancer.
Kväve är en gas som är viktig för alla organismer. Både växter och djur behöver det för att kunna producera proteiner.
När vår kropp bearbetar kväve genererar den ett ämne som kallas urea som avfall. kroppen eliminerar senare detta ämne genom urinen.
Denna metaboliseringsprocess kallas ureacykeln och den äger rum i levern.
Ny forskning tyder på att dysreguleringar i ureacykeln kan vara en markör för cancer. Den nya studien leddes av Dr. Ayelet Erez, från Weizmann Institute of Science i Rehovot, Israel.
Studerar urea dysreguleringar och tumörer
Dr Erez och kollegor förändrade det genetiska uttrycket av ureacykel enzymer i tjocktarmscancer tumörer hos gnagare och jämförde deras urea nivåer med de hos kontrollmöss.
Mössen vars ureacykel hade störts hade lägre blodnivåer av urea och högre nivåer av ett ämne som kallas pyrimidin i urinen.
Forskarna undersökte också medicinska journaler för 100 barn som hade diagnostiserats med cancer vid Tel Aviv Sourasky Medical Center.
"Vi fann att den dag då de togs in på sjukhuset", förklarar den ledande forskaren, "hade barn med cancer signifikant minskade karbamidnivåer i blodet jämfört med dokumenterade nivåer av karbamid hos friska barn i samma ålder."
Slutligen analyserade forskarna också stora genomiska uppsättningar på jakt efter DNA-mutationer som kunde indikera störningar i ureacykeln.
De hittade mutationer i DNA, RNA och proteiner, vilket indikerar ett överskott av pyrimidin. Detta produceras genom syntes av kväve och kan i sin tur främja tillväxten av cancerceller.
Sammantaget tyder resultaten på att dysfunktioner i ureacykeln kan vara en bra indikator på cancer.
"Standardlaboratorietester kontrollerar för höga nivåer av urea i blod, men vi visar nu att låga nivåer också kan signalera ett problem", säger Dr. Erez. "Kräftceller slösar inte bort någonting, de använder så mycket kväve som möjligt istället för att bortskaffa det i form av urea, liksom normala celler."
Gör tumörer utsatta för immunterapi
Som forskarna förklarar representerar höga nivåer av pyrimidin både goda och dåliga nyheter. Den dåliga nyheten är att det kan få cancer att spridas snabbare och mer aggressivt, men den goda nyheten är att mutationerna som är relaterade till överdriven pyrimidin kan göra cancerceller mer sårbara för en attack från immunsystemet.
Därför kan maligniteter som kännetecknas av en dysreglerad ureacykel lättare förstöras med immunterapi.
För att testa denna hypotes undersökte Dr. Erez och kollegor melanomtumörer och fann att tumörerna som hade dysregulerade ureacykler svarade bättre på immunterapi. Dr Erez och kollegor drar slutsatsen:
"Sammantaget visar våra resultat att [ureacykel dysregulering] är ett vanligt inslag i tumörer som djupt påverkar karcinogenes, mutagenes och immunterapi svar."
Dessutom, säger forskarna, kan resultaten leda till bättre verktyg inte bara för att diagnostisera cancer utan också för att behandla den.
"Ännu en möjlighet som är värt att utforska", säger Dr. Erez, "är om genetisk manipulation av tumören för att inducera sådan dysregulering före immunterapi kan öka terapins effektivitet."
