o sistema Incucyte® é um exemplo de uma técnica que oferece a capacidade de observar e quantificar a biologia celular do câncer ao longo do tempo, de uma forma completamente não perturbadora.
descarregue este papel branco para descobrir as tendências de pesquisa atuais através das sete marcas de câncer.
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Progress in targeting metabolic pathways in cancer
Two main metabolic pathways have attracted most of the attention in cancer research, to date: o metabolismo da glucose via glicólise e glutamina através do ciclo Krebs (TCA). A glicose tem sido um foco significativo porque é avidamente absorvido por muitos tumores, evidenciado pelo uso da glicose como um marcador em Tomografia de emissão de positrões (PET). No entanto, os pesquisadores ainda não entendem completamente o papel de qualquer uma das vias na patogênese do câncer.
“a idéia de que a glicose fornece blocos de construção para a biossíntese no câncer já existe há muito tempo. Embora possamos rastrear para onde vão as moléculas de carbono de glicose, não compreendemos totalmente a importância da redistribuição desse carbono em diferentes vias metabólicas”, explica Anastasiou.
além de tentar entender o que a glicose e o meio glicolítico faz em câncer, os pesquisadores estão agora também explorar o modo como a interferir com outras vias metabólicas, tais como aminoácidos, metabolismo, para prevenir o câncer development2 ou propagação,3 e o novo foco é direcionado para o papel de outros processos, tais como lipídios e biossíntese de nucleotídeos.talvez se alguma coisa pudesse ser usada como a criança poster do potencial de atingir o metabolismo para a terapia do câncer, seria a enzima isocitrato desidrogenase (IDH) que é mutada em uma proporção de gliomas e glioblastomas, muses Anastasiou. “Descobrir o papel do IDH mutante foi um avanço porque solidificou a ideia de que as mudanças metabólicas não são apenas um espectador, mas também podem conduzir o desenvolvimento do câncer por sua própria conta. É importante notar que o câncer de metabolismo processos sendo onipresente no corpo, é um grande desafio para identificar marcadores que indicam um paciente é susceptível de ser receptivo ao anti-metabólitos,” ele explica, “mas com IDH mutações, este problema foi resolvido, antecipadamente, porque é possível fazer o teste para mutações da enzima e, automaticamente, temos um biomarcador para aplicar estes IDH-segmentação de drogas. Mas este será um grande desafio para direcionar outros processos metabólicos-como você realmente parará tratamentos metabólicos para biomarcadores ou ensaios facilmente acessíveis?”
Technologies for studying cancer metabolism
felizmente novas tecnologias estão permitindo que o metabolismo seja caracterizado em detalhes sem precedentes e poderia fornecer opções não invasivas para a detecção de biomarcadores metabólicos. No Cancer Research UK Beatson Institute em Glasgow, David Lewis, PhD, líder de grupo do Laboratório de Imagiologia Molecular está desenvolvendo técnicas avançadas de imagiologia do PET para estudar uma gama diversificada de metabolitos in vivo. “Quando você olha para a área do metabolismo do câncer, é muito mais do que a glicose, há uma oportunidade real para aplicar a habilidade técnica que temos com imagens de PET para outros tipos de metabólitos. um dos desenvolvimentos mais emocionantes no campo de Lewis no último ano foi o advento de scanners de PET do corpo inteiro, que agora foram aprovados pela FDA estão produzindo imagens incríveis de processos metabólicos dinâmicos em todo o corpo. “Para investigar as ligações entre o tumor e seu hospedeiro isso será fundamental, pois não será possível Biopsia de todos os tecidos do corpo”, explica Lewis. “Com imagens de animais de estimação de todo o corpo podemos simultaneamente visualizar o tumor e o metabolismo do hospedeiro agindo em uníssono, de modo que pode ser uma maneira muito importante para descobrir terapias de câncer-hospedeiro e, finalmente, monitorar a sua eficácia.”
3D medical imaging scanner combine positron emission tomography (PET) and x-ray computed tomography (CT) to track especially tagged drugs and substances as they move around the body.
Uma das principais vantagens, ele diz, é que o PET é uma tecnologia não-destrutiva: “Nós não temos que pegar um pedaço de tecido e quebrá-lo, podemos olhar para ele em sua localização natural. E porque estamos olhando para a radioatividade, que é um processo altamente energético, A tecnologia é muito sensível, chegando a concentrações picomolares de metabolitos. Isto significa que não perturbamos o sistema enquanto estamos a imaginá-lo. Outros métodos podem ser como uma experiência de desafio-onde você está olhando para o que o tumor faz com um substrato metabólico ‘carga’ – enquanto com PET podemos olhar para o que o tecido está fazendo nativamente.Lewis quer usar PET para obter uma compreensão da heterogeneidade metabólica dos tumores e como isso muda ao longo do tempo. “Nós temos alguns bons modelos, e temos nos concentrado no câncer de pulmão porque é uma doença muito heterogênea. Além de usar fluorodeoxyglucose, que é utilizado no diagnóstico animal de ESTIMAÇÃO, estamos usando outra molécula chamada 11C-acetato, que é um substrato para várias vias metabólicas de oxidação mitocondrial de novo a síntese lipídica, de modo que é permitido separar alguns desses processos espacialmente no tumor modelos e vimos uma real diferença na absorção de nutrientes.uma aplicação desta pesquisa seria identificar regiões ricas em metabolicamente ou repletas de tumores que podem ajudar a adaptar o tratamento. Isto é feito em uma extensão limitada com radioterapia, onde as regiões hipóxicas são “pintadas” em varreduras antes da radioterapia modulada de intensidade. Mas isso é apenas o começo, Lewis diz: “se pudermos entender quais são os mecanismos moleculares dentro das diferentes regiões heterogêneas, podemos combinar essas sub-regiões com talvez resistência à radioterapia, ou usar a informação para racionalmente combinar tratamentos.”
Um dos desafios de ser guiado por fenótipos metabólicos, ou usar drogas orientadas para o metabolismo, é que não sabemos como esses processos são plásticos. “Inevitavelmente haverá alguma resistência aos tratamentos metabólicos à medida que os tumores evoluem ao longo do tempo, mas como podemos fazer imagiologia metabólica em série não-invasiva depois de começarmos o tratamento, podemos monitorar isso e adaptar a terapia de acordo.”Em última análise, a esperança é construir um diagnóstico integrado e oleoduto terapêutico onde isso poderia ser feito em uníssono.
onde a seguir para o metabolismo do cancro?embora o conceito de atingir o metabolismo celular no câncer não seja novo, há um apetite renovado para entender suas complexidades e explorá-las através de múltiplas estratégias terapêuticas diagnósticas. O que é necessário agora, diz Anastasiou, é olhar o problema através de uma lente diferente:”é claro quando você fala com as pessoas neste campo que as coisas são mais complicadas do que parecem. Com o advento de novas tecnologias excitantes, estamos mais bem preparados para encontrar maneiras racionais de entender e explorar esta complexidade. Para mim, A maior questão é como o metabolismo do tumor e o metabolismo do hospedeiro interagem uns com os outros; o que é causa e efeito, e quais são os sinais que permitem esta comunicação? Minha esperança é que se interferirmos com este fenômeno podemos curar as pessoas de seus tumores, mas mesmo que não possamos, acredito que encontraremos maneiras de melhorar sua qualidade de vida.”
1. Warburg, o, et al. üeber den Stoffwechsel der Tumoren. Biochem Z. 1924; 152: 319-344
2. Maddocks, ODK, et al. A fome de serina induz stress e remodelação metabólica dependente da p53 nas células cancerígenas. Nature 2013; 493: 542-546
3. Knott, SRV, et al. A biodisponibilidade da asparagina rege a metástase num modelo de cancro da mama. Natureza 2018; 554: 378-381
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