Incucyte®-järjestelmä on esimerkki tekniikasta, joka tarjoaa mahdollisuuden tarkkailla ja kvantifioida syöpäsolujen biologiaa ajan mittaan täysin häiriöttömällä tavalla.

lataa tämä whitepaper löytääksesi nykyiset tutkimussuuntaukset syövän seitsemästä tunnusmerkistä.

View Whitepaper

sponsoroitu sisältö

edistyminen syövän metaboliareittien kohdentamisessa

kaksi pääasiallista metaboliareittiä ovat herättäneet suurimman huomion syöpätutkimuksessa, tähän mennessä: glukoosin metabolia glykolyysin ja glutamiinin välityksellä Krebs-syklin (TCA) kautta. Glukoosi on ollut merkittävä painopiste, koska se on innokkaasti ottanut monet kasvaimet, osoituksena glukoosin käyttö merkkiaineena positroniemissiotomografia (PET) skannaa. Silti tutkijat eivät vieläkään täysin ymmärrä kummankaan polun roolia syövän patogeneesissä.
” ajatus siitä, että glukoosi tarjoaa rakennusaineita syövän biosynteesille, on ollut olemassa jo pitkään. Vaikka voimme jäljittää, mihin glukoosin hiilimolekyylit menevät, emme täysin ymmärrä, miten tärkeää on, että hiili jakautuu uudelleen eri aineenvaihduntareitteihin, Anastasiou selittää.
sen lisäksi, että tutkijat yrittävät ymmärtää, mitä glukoosi ja glykolyyttinen reitti tekee syövässä, he tutkivat nyt myös sitä,miten häiritä muita aineenvaihduntareittejä, kuten aminohappoaineenvaihduntaa, syövän kehittymisen estämiseksi2 tai leviämisen, 3 ja uusi painopiste on suunnattu muiden prosessien, kuten lipidi-ja nukleotidi-biosynteesin rooliin.
ehkä jos jotain voitaisiin käyttää mainoslapsena siitä, että syöpähoidossa on mahdollista kohdentaa aineenvaihduntaa, se olisi isositraattidehydrogenaasi-entsyymi (IDH), joka mutatoituu suhteessa glioomiin ja glioblastoomiin, muses Anastasiou. ”Mutatoituneen IDH: n roolin löytäminen oli läpimurto, koska se vahvisti käsitystä siitä, että metaboliset muutokset eivät ole vain sivustakatsoja, vaan ne voivat myös ajaa syövän kehittymistä itsenäisesti. Tärkeää on, että koska syövän aineenvaihduntaprosessit ovat kaikkialla kehossa, on suuri haaste tunnistaa merkkiaineita, jotka osoittaisivat potilaan todennäköisesti olevan vastaanottavainen antimetaboliiteille,” hän selittää, ”mutta IDH-mutaatioilla tämä ongelma ratkaistiin etukäteen, koska on mahdollista testata entsyymin mutaatioita ja meillä on automaattisesti biomarkkeri, joka käyttää näitä IDH-kohdistuslääkkeitä. Mutta tämä on suuri haaste muiden aineenvaihduntaprosessien kohdentamisessa-miten metaboliset hoidot voidaan yhdistää helposti saatavilla oleviin biomarkkereihin tai määrityksiin?”

teknologiat syövän aineenvaihdunnan tutkimiseen

onneksi uudet teknologiat mahdollistavat aineenvaihdunnan luonnehtimisen ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti ja voivat tarjota ei-invasiivisia vaihtoehtoja metabolisten biomarkkereiden havaitsemiseksi.
Cancer Research UK Beatson Institutessa Glasgow ’ ssa Molekyylikuvauslaboratorion ryhmänjohtaja David Lewis kehittää kehittyneitä PET-kuvantamistekniikoita erilaisten metaboliittien tutkimiseksi in vivo. ”Kun tarkastellaan syövän aineenvaihdunnan aluetta, se on paljon enemmän kuin glukoosi, on todellinen mahdollisuus soveltaa Pet-kuvantamisen teknistä kykyä muuntyyppisiin metaboliitteihin.”
yksi jännittävimmistä kehityskuluista Lewisin alalla viimeisen vuoden aikana on ollut koko kehon PET-skannereiden tulo, jotka on nyt hyväksytty FDA: lle, tuottavat uskomattomia kuvia koko kehon dynaamisista aineenvaihdunnallisista prosesseista. ”Kasvaimen ja sen isännän välisten yhteyksien tutkimiseksi tämä on erittäin tärkeää, koska ei ole mahdollista ottaa koepalaa kaikista kehon kudoksista”, Lewis selittää. ”Koko kehon PET kuvantaminen voimme samanaikaisesti visualisoida kasvain ja isäntä aineenvaihdunta toimii yhdessä, joten se voisi olla erittäin tärkeä tapa löytää syöpä-isäntä hoitoja ja lopulta seurata niiden tehokkuutta.”

3D medical imaging scanner yhdistää positroniemissiotomografian (PET) ja röntgentutkimustomografian (CT) jäljittämään erityisesti merkittyjä lääkkeitä ja aineita niiden liikkuessa ympäri kehoa.

Yksi suurimmista eduista on hänen mukaansa se, että PET on tuhoamaton tekniikka: ”meidän ei tarvitse ottaa kudospalaa ja hajottaa sitä, voimme katsoa sitä sen luonnollisessa paikassa. Koska kyseessä on radioaktiivisuus, joka on erittäin energinen prosessi, – teknologia on hyvin herkkä, päätyen pikomolaarisiin metaboliittien pitoisuuksiin. Tämä tarkoittaa, että emme häiritse järjestelmää kuvatessamme sitä. Muut menetelmät voivat olla pikemminkin kuin haaste kokeilu – jossa etsit mitä kasvain tekee metabolisen substraatin ”kuormitus” – taas PET voimme tarkastella, mitä kudos tekee natiivisti.”
Lewis haluaa PET: n avulla saada käsityksen kasvainten metabolisesta heterogeenisuudesta ja siitä, miten tämä muuttuu ajan myötä. ”Meillä on hienoja malleja, ja olemme keskittyneet keuhkosyöpään, koska se on hyvin heterogeeninen sairaus. Sen lisäksi, että käytämme fluorodeoksiglukoosia, jota käytetään diagnostisessa PET: ssä, olemme käyttäneet toista molekyyliä nimeltä 11c-asetaatti, joka on substraatti useille metaboliareiteille mitokondrioiden hapettumisesta de novo-lipidisynteesiin, joten se antaa meille mahdollisuuden erottaa joitakin näistä prosesseista spatiaalisesti kasvainmalleissa ja olemme nähneet todellisen eron ravinteiden otossa.”
Yksi tämän tutkimuksen sovellus olisi tunnistaa metabolisesti rikas tai täynnä alueita kasvaimia, jotka voivat auttaa räätälöidä hoitoa. Tämä tapahtuu rajoitetussa määrin sädehoidolla, jossa hypoksiset alueet ”maalataan” skannauksiin ennen intensiteettimoduloitua sädehoitoa. Mutta se on vasta alkua, Lewis sanoo: ”Jos voimme ymmärtää, mitä molekyylimekanismit ovat eri heterogeenisten alueiden sisällä, voimme sovittaa nämä osa-alueet ehkä sädehoitoresistenssiin, tai käyttää tietoa rationaalisesti yhdistelläksemme hoitoja.”
Yksi metabolisten fenotyyppien ohjaamisen eli metaboliaan kohdistuvien lääkkeiden käytön haasteista on se, että emme tiedä kuinka muovisia nämä prosessit ovat. ”Metabolisille hoidoille tulee väistämättä jonkin verran vastustuskykyä kasvaimien kehittyessä ajan myötä, mutta koska voimme tehdä sarjamuotoisen ei-invasiivisen metabolisen kuvantamisen hoidon aloittamisen jälkeen, voimme seurata tätä ja mukauttaa hoitoa sen mukaisesti.”Viime kädessä toiveena on rakentaa integroitu diagnostinen ja terapeuttinen putki, jossa tämä voitaisiin tehdä yhdessä.

missä seuraavaksi syöpäaineenvaihdunta?

vaikka syövän soluaineenvaihdunnan kohdentamisen käsite ei ole Uusi, On olemassa Uusi halu ymmärtää sen koukeroita ja hyödyntää niitä useiden diagnostisten hoitostrategioiden avulla. Anastasioun mukaan nyt on katsottava ongelmaa eri linssin läpi:
” tämän alan ihmisten kanssa puhuttaessa on selvää, että asiat ovat monimutkaisempia kuin miltä ne näyttävät. Jännittävien uusien teknologioiden myötä olemme paremmin valmiita löytämään järkeviä tapoja ymmärtää ja hyödyntää tätä monimutkaisuutta. Minulle suurin kysymys on, miten kasvaimen aineenvaihdunta ja isännän aineenvaihdunta ovat vuorovaikutuksessa keskenään; mikä on syy ja seuraus, ja mitkä ovat signaalit, jotka mahdollistavat tämän viestinnän? Toivon, että jos puutumme tähän ilmiöön, voimme parantaa ihmisten kasvaimet, mutta vaikka emme voikaan, uskon, että löydämme keinoja parantaa heidän elämänlaatuaan.”

1. Warburg, O, et al. üeber den Stoffwechsel der Tumoren. Biochem Z. 1924; 152: 319-344

2. Maddocks, ODK ym. Seriinin nälkiintyminen aiheuttaa syöpäsoluissa stressiä ja p53-riippuvaista metabolista remodellia. Luonto 2013; 493: 542-546

3. Knott, SRV ym. Asparagiinin hyötyosuus säätelee etäpesäkkeitä rintasyövän mallissa. Luonto 2018; 554: 378-381

Joanna Owens, PhD, on Freelance-kirjailija ja toimittaja, joka toimii Isossa-Britanniassa

artikkeli

tutkijoiden ja kansanterveysjärjestöjen uskomaton työ SARS-CoV-2: n torjumiseksi on johtanut hätätilanteessa käytetään lupia ja vasta-ainepohjaisten vastatoimien nopeaa käyttöönottoa, mukaan lukien hoidot ja rokotteet. Niiden tehokkuutta mitataan tyypillisesti neutralisaatiokokeessa, mutta bioturvallisuusrajoitukset tekevät työskentelystä SARS-CoV-2: n kanssa haastavaa. Katsomme, miten pseudovirus voi tarjota vaihtoehtoisen työkalun.