In onderzoek gepubliceerd op 7 januari, 2020 in Cel, Prinses Margaret-wetenschapper Dr. Catherine O'Brien en team ontdekten dat wanneer ze werden bedreigd, alle kankercellen - in plaats van slechts een subset - hebben het vermogen om over te gaan naar deze beschermende staat, waar de cellen "rusten" tot de dreiging, of chemotherapie, is verwijderd.
Het is de eerste studie die vaststelt dat kankercellen een evolutionair geconserveerd programma kapen om chemotherapie te overleven. Verder, de onderzoekers laten zien dat nieuwe therapeutische strategieën die gericht zijn op kankercellen in deze langzaam delende toestand, de hergroei van kanker kunnen voorkomen.
De tumor gedraagt zich als een heel organisme, in staat om in een langzaam delende staat te gaan, energie te besparen om het te helpen overleven. Er zijn voorbeelden van dieren die een omkeerbare en langzaam delende toestand aangaan om bestand te zijn tegen ruwe omgevingen. Het lijkt erop dat kankercellen sluw dezelfde staat hebben gecoöpteerd voor hun overlevingsvoordeel."
Dr. Catherine O'Brien, Collega Professor, Afdeling Chirurgie, Universiteit van Toronto
Dr. Aaron Schimmer, Directeur van het Research Institute en Senior Scientist bij Princess Margaret Cancer Center, merkt op dat uit dit onderzoek blijkt dat kankercellen een winterslaap houden, zoals "beren in de winter."
Hij voegt eraan toe:"We hebben nooit echt geweten dat kankercellen als beren in winterslaap waren. Deze studie vertelt ons ook hoe we deze slapende beren kunnen aanvallen, zodat ze niet in winterslaap gaan en wakker worden om later terug te komen, onverwacht.
"Ik denk dat dit een belangrijke oorzaak van resistentie tegen geneesmiddelen zal blijken te zijn, en zal iets uitleggen waar we eerder geen goed begrip van hadden."
Met behulp van menselijke colorectale kankercellen, de onderzoekers behandelden ze met chemotherapie in een petrischaaltje in het laboratorium.
Dit veroorzaakte een langzaam delende toestand over alle kankercellen waarin ze stopten met uitzetten, weinig voeding nodig om te overleven. Zolang de chemotherapie in de schaal bleef, de kankercellen bleven in deze toestand.
Om deze lage-energietoestand binnen te gaan, de kankercellen hebben een embryonaal overlevingsprogramma gecoöpteerd dat door meer dan 100 soorten zoogdieren wordt gebruikt om hun embryo's veilig in hun lichaam te houden in tijden van extreme omgevingsomstandigheden, zoals hoge of lage temperaturen of gebrek aan voedsel.
In deze staat, er is minimale celdeling, sterk verminderd metabolisme, en de ontwikkeling van het embryo wordt in de wacht gezet. Als de omgeving verbetert, het embryo kan de normale ontwikkeling voortzetten, zonder nadelige gevolgen voor de zwangerschap.
Dr. O'Brien, die een chirurg is die gespecialiseerd is in gastro-intestinale kanker, legt uit dat kankercellen die worden aangevallen door de harde chemotherapie-omgeving in staat zijn om de embryonale overlevingsstrategie over te nemen.
"De kankercellen zijn in staat om deze evolutionair geconserveerde overlevingsstrategie te kapen, ook al lijkt het voor de mens verloren te gaan, " ze zegt, eraan toevoegend dat alle kankercellen deze toestand op een gecoördineerde manier binnengaan, om te overleven.
Herinnerend aan een lezing van drie jaar geleden over cellulaire mechanismen die deze overlevingsstrategie in muizenembryo's aansturen, Dr. O'Brien had een "Aha!" in zicht.
"Er klikte iets voor mij toen ik dat gesprek hoorde, "zei ze. "Zouden de kankercellen dit overlevingsmechanisme kunnen kapen om chemotherapie te overleven?"
Dus nam Dr. O'Brien contact op met Dr. Ramalho-Santos, onderzoeker van het Toronto Mount Sinai Hospital, die de oorspronkelijke lezing had gegeven in prinses Margaret.
Ze vergeleek het genexpressieprofiel van de kankercellen in de door chemotherapie geïnduceerde, langzaam delende toestand naar de gepauzeerde muizenembryo's in het laboratorium van Dr. Ramalho-Santos, en ontdekte dat ze opvallend veel op elkaar leken.
Net als bij embryo's, kankercellen in de langzaam delende toestand vereisen activering van het cellulaire proces dat autofagie wordt genoemd, wat "zelfverslindend" betekent. Dit is een proces waarbij de cel zijn eigen eiwitten of andere cellulaire componenten "verslindt" of vernietigt om te overleven bij afwezigheid van andere voedingsstoffen.
Dr. O'Brien testte een klein molecuul dat autofagie remt, en ontdekte dat de kankercellen het niet overleefden. De chemotherapie doodde de kankercellen zonder dit beschermingsmechanisme.
"Dit geeft ons een unieke therapeutische kans, " zegt Dr. O'Brien. "We moeten kankercellen targeten terwijl ze zich in deze langzame cyclus bevinden, kwetsbare toestand voordat ze de genetische mutaties verwerven die resistentie tegen geneesmiddelen veroorzaken.
"Het is een nieuwe manier om na te denken over resistentie tegen chemotherapie en hoe deze te overwinnen."
Bacteriofagen kunnen E. coli behandelen zonder de darm te beschadigen,
Melkzuurbacteriën en darmbacteriën dragen bij aan de gezondheidsvoordelen van rogge,
Waarom u natuurlijke bronnen van vezels in uw dieet zou moeten opnemen
Een fysieke en genetische kaart van Cannabis sativa maken
Darmmicrobioom is ook een realiteit in het foetale leven
Anti-coronavirusmoleculen van microben kunnen de sleutel zijn tot nieuwe behandelingen
Orgaanchiptechnologie verbetert de studie van de darm voor gepersonaliseerde geneeskunde
Onderzoekers hebben orgaanchiptechnologie ontwikkeld met behulp van van donoren afgeleide menselijke darmcellen die voordelen biedt ten opzichte van organoïden en nieuwe mogelijkheden biedt voor geper
Studie suggereert verband tussen gebruik van probiotica en "hersennevel"
Een studie uitgevoerd aan het Medical College of Georgia van de Augusta University heeft aangetoond dat de inname van probiotica kan leiden tot een aanzienlijke opeenhoping van bacteriën in de dunne d
Ultraviolet B-licht is goed voor het darmmicrobioom
Een kleine studie gepubliceerd in het tijdschrift Grenzen in de immunologie op 24 oktober, 2019, laat zien dat blootstelling aan ultraviolet B (UVB) licht, die gewoonlijk wordt bereikt door blootste