Incucyte-systemet er et eksempel på en teknik, der giver mulighed for at observere og kvantificere kræftcellebiologi over tid på en fuldstændig ikke-forstyrrende måde.
Hent denne hvidbog for at opdage de aktuelle forskningstendenser på tværs af de syv kendetegn ved kræft.
se hvidbog
sponsoreret indhold
fremskridt med målretning af metaboliske veje i kræft
to vigtigste metaboliske veje har tiltrukket det meste af opmærksomheden inden for kræftforskning til dato: metabolismen af glukose via glykolyse og glutamin via Krebs (TCA) cyklus. Glukose har været et betydeligt fokus, fordi det ivrigt optages af mange tumorer, hvilket fremgår af brugen af glukose som sporstof i positronemissionstomografi (PET) scanninger. Endnu, forskere forstår stadig ikke fuldt ud rollen som begge veje i kræftpatogenese.
” ideen om, at glukose giver byggesten til biosyntese i kræft, har eksisteret i lang tid. Selvom vi kan spore, hvor glukosekulstofmolekylerne går, forstår vi ikke fuldt ud vigtigheden af omfordeling af det kulstof i forskellige metaboliske veje,” forklarer Anastasiou.
ud over at forsøge at forstå, hvad glukose og den glykolytiske Vej gør i kræft, undersøger forskere nu også, hvordan man interfererer med andre metaboliske veje,såsom aminosyremetabolisme, for at forhindre kræftudvikling2 eller spredning, 3 og nyt fokus er rettet mod rollen som andre processer såsom lipid-og nukleotidbiosyntese.
måske hvis noget kunne bruges som plakatbarn af potentialet for at målrette metabolisme til kræftbehandling, ville det være isocitrat dehydrogenase (IDH), som er muteret i en andel gliomer og glioblastomer, muses Anastasiou. “At opdage rollen som muteret IDH var et gennembrud, fordi det størknede ideen om, at metaboliske ændringer ikke kun er en tilskuer, men også kan drive kræftudvikling alene. Det er vigtigt, at når kræftmetabolismeprocesser er allestedsnærværende i kroppen, er det en stor udfordring at identificere markører, der tyder på, at en patient sandsynligvis vil være modtagelig for anti-metabolitter,” forklarer han, “men med IDH-mutationer blev dette problem løst på forhånd, fordi det er muligt at teste for mutationer af det og automatisk har vi en biomarkør til at anvende disse IDH-målrettede lægemidler. Men dette vil være en stor udfordring for at målrette mod andre metaboliske processer-hvordan parrer du faktisk metaboliske behandlinger til let tilgængelige biomarkører eller analyser?”
teknologier til undersøgelse af kræftmetabolisme
heldigvis tillader nye teknologier metabolisme at blive karakteriseret i hidtil uset detaljer og kunne give ikke-invasive muligheder for at detektere metaboliske biomarkører.
På Cancer Research UK Beatson Institute i København, David Leader, gruppeleder af Molekylær billeddannelse laboratorium er ved at udvikle avancerede pet billeddannende teknikker til at studere en bred vifte af metabolitter in vivo. “Når man ser på kræftmetabolismeområdet, er det meget mere end glukose, der er en reel mulighed for at anvende den tekniske evne, vi har med PET-billeddannelse til andre typer metabolitter.”
En af de mest spændende udviklinger i Levis’ felt i løbet af det sidste år har været fremkomsten af hele kroppen PET scannere, som nu er blevet FDA godkendt producerer utrolige billeder af dynamiske metaboliske processer i hele kroppen. “For at undersøge forbindelser mellem tumoren og dens vært vil dette være grundlæggende, da det ikke vil være muligt at biopsi alle væv i kroppen,” forklarer Levis. “Med helkropsbilleddannelse kan vi samtidig visualisere tumor-og værtsmetabolismen, der virker sammen, så det kan være en meget vigtig måde at opdage kræft-værtsterapier og i sidste ende overvåge deres effektivitet.”
3D medical imaging scanner kombinerer positronemissionstomografi (PET) og røntgencomputertomografi (CT) for at spore specielt mærkede stoffer og stoffer, når de bevæger sig rundt i kroppen.
en af de største fordele, siger han, er, at PET er en ikke-destruktiv teknologi: “vi behøver ikke tage et stykke væv og nedbryde det, vi kan se på det på dets naturlige placering. Og fordi vi ser på radioaktivitet, som er en meget energisk proces, er teknologien meget følsom og kommer ned til picomolære koncentrationer af metabolitter. Det betyder, at vi ikke forstyrrer systemet, mens vi forestiller os det. Andre metoder kan være lidt som et udfordringseksperiment – hvor du ser på, hvad tumoren gør med et metabolisk substrat ‘belastning’ – mens vi med PET kan se på, hvad vævet gør naturligt.”Levis ønsker at bruge PET til at få en forståelse af tumors metaboliske heterogenitet og hvordan dette ændrer sig over tid. “Vi har nogle gode modeller, og vi har fokuseret på lungekræft, fordi det er en meget heterogen sygdom. Ud over at bruge fluortiltglucose, som bruges til diagnostisk PET, har vi brugt et andet molekyle kaldet 11c-acetat, som er et substrat for flere metaboliske veje fra mitokondriel oksidering til de novo lipidsyntese, så det har tilladt os at adskille nogle af disse processer rumligt i tumormodellerne, og vi har set en reel forskel i næringsoptagelsen.”
en anvendelse af denne forskning ville være at identificere metabolisk rige eller fyldte regioner af tumorer, der kan hjælpe med at skræddersy behandlingen. Dette gøres i begrænset omfang med strålebehandling, hvor hypoksiske regioner ‘males’ på scanninger forud for intensitetsmoduleret strålebehandling. “Hvis vi kan forstå, hvad de molekylære mekanismer er inden for de forskellige heterogene regioner, kan vi matche disse underregioner til måske strålebehandling modstand eller bruge oplysningerne til rationelt at kombinere behandlinger.”
En af udfordringerne ved at blive styret af metaboliske fænotyper eller ved at bruge metabolismemålrettede lægemidler er, at vi ikke ved, hvor plastiske disse processer er. “Der vil uundgåeligt være en vis modstand mod metaboliske behandlinger, da tumorer udvikler sig over tid, men fordi vi kan udføre seriel ikke-invasiv metabolisk billeddannelse, efter at vi er startet behandling, kan vi overvåge dette og tilpasse behandlingen i overensstemmelse hermed.”I sidste ende er håbet at opbygge en integreret diagnostisk og terapeutisk pipeline, hvor dette kunne gøres i fællesskab.
hvor Næste for kræft metabolisme?
selvom begrebet målretning mod cellulær metabolisme i kræft ikke er nyt, er der en fornyet appetit på at forstå dens forviklinger og udnytte disse gennem flere diagnostiske terapeutiske strategier. Hvad der er brug for nu, siger Anastasiou, er at se på problemet gennem en anden linse:
“det er klart, når du taler med folk på dette område, at tingene er mere komplicerede, end de ser ud til. Med fremkomsten af spændende nye teknologier er vi bedre klar til at finde rationelle måder at forstå og udnytte denne kompleksitet på. For mig er det største spørgsmål, hvordan tumorens metabolisme og værtsens metabolisme interagerer med hinanden; hvad er årsag og virkning, og hvad er de signaler, der muliggør denne kommunikation? Mit håb er, at hvis vi forstyrrer dette fænomen, kan vi helbrede folk af deres tumorer, men selvom vi ikke kan, tror jeg, vi vil finde måder at forbedre deres livskvalitet på.”
1. O, et al. det er en kvinde, der er gift med Tumoren. 1924; 152: 319-344
2. Maddocks, ODK, et al. Serin sult inducerer stress og p53-afhængig metabolisk remodellering i kræftceller. Natur 2013; 493: 542-546
3. Knott, SRV, et al. Asparagin biotilgængelighed regulerer metastase i en model af brystkræft. Natur 2018; 554: 378-381
den utrolige indsats fra forskere og folkesundhedsagenturer over hele verden som reaktion på SARS-CoV-2 har resulteret i, at godkendelse af nødanvendelse og hurtig anvendelse af antistofbaserede modforanstaltninger, herunder terapier og vacciner. Deres effektivitet måles typisk i et neutraliseringsassay, men biosikkerhedsbegrænsninger gør arbejdet med SARS-CoV-2 udfordrende. Vi ser på, hvordan pseudovirus kan tilbyde et alternativt værktøj.
EMBL-EBI meddelte, at den havde lanceret Genomintegrationerne med funktion og sekvens eller gaver, platform i Januar. Dette vil gøre det muligt for forskere, der bruger Ensembl og UniProt, at få adgang til alle de opdaterede genom-og proteindata for humane og musegenomer. Teknologinetværk talte med forskerne bag gaver for at lære mere.
forskere arbejder utrætteligt med at designe nye lægemidler og genbruge eksisterende lægemidler mod den nye coronavirus SARS-CoV-2.
ligesom hvad du lige har læst? Du kan finde lignende indhold på Fællesskaberne nedenfor.
Analysis & Separations Cell Science Drug Discovery
