incucyte-systemet är ett exempel på en teknik som erbjuder förmågan att observera och kvantifiera cancercellbiologi över tid, på ett helt icke-störande sätt.
ladda ner denna whitepaper för att upptäcka de aktuella forskningstrenderna över de sju kännetecknen för cancer.
visa Whitepaper
sponsrat innehåll
framsteg i inriktning metaboliska vägar i cancer
två huvudsakliga metaboliska vägar har lockat mest av uppmärksamheten i cancerforskning, hittills: metabolismen av glukos via glykolys och glutamin via Krebs (TCA) – cykeln. Glukos har varit ett viktigt fokus eftersom det ivrigt tas upp av många tumörer, vilket framgår av användningen av glukos som ett spårämne i positron-emissionstomografi (PET) skanningar. Ändå förstår forskare fortfarande inte helt rollen av någon väg i cancerpatogenes.
”tanken att glukos ger byggstenar för biosyntes i cancer har funnits länge. Även om vi kan spåra var glukoskolmolekylerna går, förstår vi inte helt vikten av omfördelningen av det kolet i olika metaboliska vägar,” förklarar Anastasiou. förutom att försöka förstå vad glukos och den glykolytiska vägen gör i cancer, undersöker forskare nu också hur man kan störa andra metaboliska vägar, såsom aminosyrametabolism, för att förhindra cancerutveckling2 eller spridning,3 och nytt fokus riktas mot rollen för andra processer som lipid-och nukleotidbiosyntes.
kanske om något skulle kunna användas som affischbarn av potentialen att rikta metabolism för cancerterapi, skulle det vara enzymet isocitratdehydrogenas (IDH) som muteras i en andel gliom och glioblastom, muses Anastasiou. ”Att upptäcka rollen som muterad IDH var ett genombrott eftersom det stärkte tanken att metaboliska förändringar inte bara är en åskådare utan också kan driva cancerutveckling på egen hand. Det är viktigt att cancermetabolismprocesser är allestädes närvarande i kroppen, det är en stor utmaning att identifiera markörer som skulle indikera att en patient sannolikt kommer att vara mottaglig för antimetaboliter,” förklarar han, ”men med IDH-mutationer löstes detta problem på förhand eftersom det är möjligt att testa för mutationer av enzymet och automatiskt har vi en biomarkör för att tillämpa dessa IDH-riktade läkemedel. Men detta kommer att vara en stor utmaning för att rikta in sig på andra metaboliska processer – hur parar du faktiskt metaboliska behandlingar till lättillgängliga biomarkörer eller analyser?”
teknologier för att studera cancermetabolism
tack och lov tillåter ny teknik metabolism att karakteriseras i oöverträffad detalj och kan ge icke-invasiva alternativ för att detektera metaboliska biomarkörer. vid Cancer Research UK Beatson Institute i Glasgow, David Lewis, PhD, gruppledare för Molecular Imaging laboratory utvecklar avancerade PET-avbildningstekniker för att studera ett brett spektrum av metaboliter in vivo. ”När du tittar på cancermetabolismområdet är det mycket mer än glukos, det finns en verklig möjlighet att tillämpa den tekniska förmågan vi har med PET-bildbehandling på andra typer av metaboliter.”
En av de mest spännande utvecklingen i Lewis fält under det senaste året har varit tillkomsten av hela kroppen PET-skannrar, som nu har godkänts av FDA producerar otroliga bilder av dynamiska metaboliska processer i hela kroppen. ”För att undersöka kopplingar mellan tumören och dess värd kommer detta att vara grundläggande eftersom det inte kommer att vara möjligt att biopsi alla vävnader i kroppen”, förklarar Lewis. ”Med helkropps PET-avbildning kan vi samtidigt visualisera tumör-och värdmetabolismen som verkar i samförstånd, så det kan vara ett mycket viktigt sätt att upptäcka cancer-värdterapier och i slutändan övervaka deras effektivitet.”
3D medical imaging scanner kombinerar positronemissionstomografi (PET) och röntgenberäknad tomografi (CT) för att spåra speciellt taggade Läkemedel och ämnen när de rör sig runt kroppen.
En av de stora fördelarna, säger han, är att PET är en icke-destruktiv teknik: ”vi behöver inte ta en bit vävnad och bryta ner den, vi kan titta på den på dess naturliga plats. Och eftersom vi tittar på radioaktivitet, som är en mycket energisk process, är tekniken mycket känslig och kommer ner till picomolära koncentrationer av metaboliter. Det betyder att vi inte stör systemet medan vi avbildar det. Andra metoder kan vara ganska som ett utmaningsexperiment – där du tittar på vad tumören gör med ett metaboliskt substrat ’belastning’ – medan med PET kan vi titta på vad vävnaden gör naturligt.”Lewis vill använda PET för att få en förståelse för tumörernas metaboliska heterogenitet och hur detta förändras över tiden. ”Vi har några fina modeller, och vi har fokuserat på lungcancer eftersom det är en mycket heterogen sjukdom. Förutom att använda fluorodeoxyglukos, som används i diagnostisk PET, har vi använt en annan molekyl som kallas 11C-acetat som är ett substrat för flera metaboliska vägar från mitokondriell oxidation till de novo lipidsyntes, så det är tillåtet för oss att separera några av dessa processer rumsligt i tumörmodellerna och vi har sett en verklig skillnad i näringsupptaget.”
en tillämpning av denna forskning skulle vara att identifiera metaboliskt rika eller fylliga regioner av tumörer som kan hjälpa till att skräddarsy behandling. Detta görs i begränsad utsträckning med strålbehandling, där hypoxiska regioner är ’målade’ på skanningar före intensitetsmodulerad strålbehandling. Men det är bara början, säger Lewis: ”Om vi kan förstå vad de molekylära mekanismerna är inom de olika heterogena regionerna, kan vi matcha dessa underregioner till kanske strålbehandlingsresistens, eller använda informationen för att rationellt kombinera behandlingar.”en av utmaningarna med att styras av metaboliska fenotyper eller använda metabolisminriktade läkemedel är att vi inte vet hur plastiska dessa processer är. ”Det kommer oundvikligen att finnas något motstånd mot metaboliska behandlingar, eftersom tumörer utvecklas över tiden, men eftersom vi kan göra seriell icke-invasiv metabolisk avbildning efter att vi har börjat behandling kan vi övervaka detta och anpassa behandlingen i enlighet därmed.”I slutändan är hoppet att bygga en integrerad diagnostisk och terapeutisk pipeline där detta kan göras i samförstånd.
var nästa för cancermetabolism?
även om begreppet inriktning på cellulär metabolism i cancer inte är nytt, finns det en förnyad aptit för att förstå dess invecklingar och utnyttja dessa genom flera diagnostiska terapeutiska strategier. Vad som behövs nu, säger Anastasiou, är att titta på problemet genom en annan lins:
” det är tydligt när du pratar med människor på detta område att saker är mer komplicerade än de verkar. Med tillkomsten av spännande ny teknik är vi bättre redo att hitta rationella sätt att förstå och utnyttja denna komplexitet. För mig är den största frågan hur tumörens metabolism och värdens metabolism interagerar med varandra; Vad är orsak och effekt, och vilka signaler möjliggör denna kommunikation? Min förhoppning är att om vi stör detta fenomen kan vi bota människor av deras tumörer, men även om vi inte kan, tror jag att vi kommer att hitta sätt att förbättra deras livskvalitet.”
1. Warburg, O, et al. det är inte så. Biochem Z. 1924; 152: 319-344
2. Maddocks, ODK, et al. Serin svält inducerar stress och p53-beroende metabolisk ombyggnad i cancerceller. Natur 2013; 493: 542-546
3. Knott, SRV, et al. Asparagin biotillgänglighet styr metastaser i en modell av bröstcancer. Natur 2018; 554: 378-381
de otroliga ansträngningarna från forskare och folkhälsobyråer över hela världen som svar på SARS-CoV-2 har resulterat i tillstånd för akut användning och snabb utplacering av antikroppsbaserade motåtgärder, inklusive terapier och vacciner. Deras effektivitet mäts vanligtvis i en neutraliseringsanalys, men biosäkerhetsbegränsningar gör arbetet med SARS-CoV-2 utmanande. Vi tar en titt på hur pseudovirus kan erbjuda ett alternativt verktyg.
EMBL-EBI meddelade att den hade lanserat Genomintegrationerna med funktion och sekvens, eller gåvor, plattform i Januari. Detta gör det möjligt för forskare som använder Ensembl och UniProt att få tillgång till alla aktuella genomiska och proteindata för mänskliga och musgenomer. Tekniknätverk talade med forskarna bakom gåvor för att lära sig mer.
forskare arbetar outtröttligt för att designa nya läkemedel och återanvända befintliga läkemedel mot det nya koronaviruset SARS-CoV-2.
Gillar du vad du just läste? Du kan hitta liknande innehåll på gemenskaperna nedan.
Analysis & Separations Cell Science Drug Discovery
