sistemul Incucyte este un exemplu de tehnică care oferă capacitatea de a observa și cuantifica biologia celulelor canceroase în timp, într-un mod complet non-perturbator.
descărcați această lucrare albă pentru a descoperi tendințele actuale de cercetare din cele șapte semne distinctive ale cancerului.
vezi Whitepaper
conținut sponsorizat
progresul în direcționarea căilor metabolice în cancer
două căi metabolice principale au atras cea mai mare atenție în cercetarea cancerului, până în prezent: metabolismul glucozei prin glicoliză și glutamină prin ciclul Krebs (TCA). Glucoza a fost un accent semnificativ, deoarece este luată cu aviditate de multe tumori, evidențiată prin utilizarea glucozei ca trasor în tomografia cu emisie de pozitroni (PET) scanează. Cu toate acestea, cercetătorii încă nu înțeleg pe deplin rolul oricărei căi în patogeneza cancerului.
” ideea că glucoza oferă blocuri de construcție pentru biosinteza în cancer a fost în jur de mult timp. Deși putem urmări unde merg moleculele de carbon de glucoză, nu înțelegem pe deplin importanța redistribuirii acelui carbon în diferite căi metabolice”, explică Anastasiou. pe lângă încercarea de a înțelege ce face glucoza și calea glicolitică în cancer, cercetătorii explorează acum și cum să interfereze cu alte căi metabolice, cum ar fi metabolismul aminoacizilor, pentru a preveni dezvoltarea cancerului2 sau răspândirea,3 și un nou accent este îndreptat spre rolul altor procese, cum ar fi biosinteza lipidelor și nucleotidelor.
poate că dacă ceva ar putea fi folosit ca copil poster al potențialului de direcționare a metabolismului pentru terapia cancerului, ar fi enzima izocitrat dehidrogenază (IDH) care este mutantă într-o proporție de glioame și glioblastoame, muses Anastasiou. „Descoperirea rolului IDH mutant a fost un progres, deoarece a solidificat ideea că modificările metabolice nu sunt doar un spectator, ci pot conduce, de asemenea, dezvoltarea cancerului pe cont propriu. Important, cu procesele metabolismului cancerului fiind omniprezente în organism, este o provocare majoră să identificăm markeri care ar indica faptul că un pacient este probabil să fie receptiv la anti-metaboliți”, explică el, „dar cu mutații IDH, această problemă a fost rezolvată în avans, deoarece este posibil să testăm mutații ale enzimei și automat avem un biomarker pentru a aplica aceste medicamente care vizează IDH. Dar aceasta va fi o provocare majoră pentru direcționarea altor procese metabolice-cum asociați de fapt tratamentele metabolice cu biomarkeri sau analize ușor accesibile?”
tehnologii pentru studierea metabolismului cancerului
din fericire, noile tehnologii permit metabolismul să fie caracterizat în detaliu fără precedent și ar putea oferi opțiuni non-invazive pentru detectarea biomarkerilor metabolici.
La Cancer Research UK Beatson Institute din Glasgow, David Lewis, PhD, lider de grup al Laboratorului de imagistică moleculară dezvoltă tehnici avansate de imagistică PET pentru a studia o gamă diversă de metaboliți in vivo. „Când te uiți la zona metabolismului cancerului, este mult mai mult decât glucoza, există o oportunitate reală de a aplica capacitatea tehnică pe care o avem cu imagistica PET la alte tipuri de metaboliți.”una dintre cele mai interesante evoluții în domeniul lui Lewis în ultimul an a fost apariția scanerelor PET pentru întregul corp, care au fost aprobate de FDA, produc imagini incredibile ale proceselor metabolice dinamice din întregul corp. „Pentru investigarea legăturilor dintre tumoare și gazda sa, acest lucru va fi fundamental, deoarece nu va fi posibilă biopsia tuturor țesuturilor din corp”, explică Lewis. „Cu imagistica întregului corp PET putem vizualiza simultan tumora și metabolismul gazdei acționând la unison, deci ar putea fi o modalitate foarte importantă de a descoperi terapiile cancer-gazdă și, în cele din urmă, de a monitoriza eficacitatea acestora.”
scanerul 3D de imagistică medicală combină tomografia cu emisie de pozitroni (PET) și tomografia computerizată cu raze X (CT) pentru a urmări medicamentele și substanțele etichetate special în timp ce se mișcă în jurul corpului. unul dintre avantajele majore, spune el, este că animalul de companie este o tehnologie nedistructivă: „nu trebuie să luăm o bucată de țesut și să o descompunem, o putem privi în locația sa naturală. Și pentru că ne uităm la radioactivitate, care este un proces foarte energic, tehnologia este foarte sensibilă, ajungând la concentrații picomolare de metaboliți. Aceasta înseamnă că nu perturbăm sistemul în timp ce îl imaginăm. Alte metode pot fi mai degrabă ca un experiment de provocare – în cazul în care vă uitați la ceea ce face tumora cu un substrat metabolic – în timp ce cu PET putem privi ce face țesutul nativ.”Lewis vrea să folosească PET pentru a obține o înțelegere a eterogenității metabolice a tumorilor și modul în care acest lucru se schimbă în timp. „Avem câteva modele frumoase și ne-am concentrat pe cancerul pulmonar, deoarece este o boală foarte eterogenă. În plus față de utilizarea fluorodeoxiglucozei, care este utilizată în diagnosticul PET, am folosit o altă moleculă numită 11C-acetat care este un substrat pentru mai multe căi metabolice de la oxidarea mitocondrială la sinteza lipidelor de novo, așa că ne-a permis să separăm unele dintre aceste procese spațial în modelele tumorale și am văzut o diferență reală în absorbția nutrienților.”o aplicație a acestei cercetări ar fi identificarea regiunilor bogate metabolic sau pline de tumori care pot ajuta la adaptarea tratamentului. Acest lucru se face într-o măsură limitată cu radioterapia, unde regiunile hipoxice sunt pictate pe Scanări înainte de radioterapia modulată de intensitate. Dar acesta este doar începutul, spune Lewis: „dacă putem înțelege care sunt mecanismele moleculare în diferitele regiuni eterogene, putem potrivi acele subregiuni cu rezistența la radioterapie sau putem folosi informațiile pentru a combina rațional tratamentele.”una dintre provocările de a fi ghidat de fenotipuri metabolice sau de a folosi medicamente vizate de metabolism este că nu știm cât de plastic sunt aceste procese. „În mod inevitabil, va exista o anumită rezistență la tratamentele metabolice pe măsură ce tumorile evoluează în timp, dar pentru că putem face imagistică metabolică neinvazivă în serie după ce am început tratamentul, putem monitoriza acest lucru și adapta terapia în consecință.”În cele din urmă, speranța este de a construi o conductă integrată de diagnostic și terapeutic în care acest lucru ar putea fi realizat la unison.
unde urmează pentru metabolismul cancerului?
deși conceptul de direcționare a metabolismului celular în cancer nu este nou, există un apetit reînnoit pentru înțelegerea complexității sale și exploatarea acestora prin strategii terapeutice multiple de diagnostic. Ceea ce este necesar acum, spune Anastasiou, este să privim problema printr-o altă lentilă:
„este clar când vorbești cu oamenii din acest domeniu că lucrurile sunt mai complicate decât par. Odată cu apariția unor noi tehnologii interesante, suntem mai bine pregătiți să găsim modalități raționale de a înțelege și exploata această complexitate. Pentru mine, cea mai mare întrebare este modul în care metabolismul tumorii și metabolismul gazdei interacționează între ele; care este cauza și efectul și care sunt semnalele care permit această comunicare? Speranța mea este că, dacă interferăm cu acest fenomen, putem vindeca oamenii de tumorile lor, dar chiar dacă nu putem, cred că vom găsi modalități de a le îmbunătăți calitatea vieții.”
1. Warburg, O, și colab. o sută de mii de oameni. Biochem Z. 1924; 152: 319-344
2. Maddocks, ODK și colab. Înfometarea cu serină induce stresul și remodelarea metabolică dependentă de p53 în celulele canceroase. Natura 2013; 493: 542-546
3. Knott, SRV și colab. Biodisponibilitatea asparaginei guvernează metastazele într-un model de cancer de sân. Natură 2018; 554: 378-381
eforturile incredibile ale oamenilor de știință și agențiilor de Sănătate Publică din întreaga lume ca răspuns la SARS-CoV-2 au dus la autorizarea utilizării de urgență și implementarea rapidă a contramăsurilor pe bază de anticorpi, inclusiv terapii și vaccinuri. Eficacitatea lor este de obicei măsurată într-un test de neutralizare, cu toate acestea, restricțiile de biosecuritate fac dificilă lucrul cu SARS-CoV-2. Aruncăm o privire la modul în care pseudovirusul poate oferi un instrument alternativ.
EMBL-EBI a anunțat că a lansat integrarea genomului cu funcția și secvența sau platforma GIFTS în ianuarie. Acest lucru va permite oamenilor de știință care utilizează Ensembl și UniProt să acceseze toate datele genomice și proteice actualizate pentru genomii umani și de șoarece. Rețelele tehnologice au vorbit cu oamenii de știință din spatele cadourilor pentru a afla mai multe.
cercetătorii lucrează neobosit pentru a proiecta noi medicamente și a reutiliza medicamentele existente împotriva noului coronavirus SARS-CoV-2.
ca ceea ce tocmai ai citit? Puteți găsi conținut similar în comunitățile de mai jos.
Analysis & Separations Cell Science Drug Discovery
