За разлика от здравите клетки или зрелите ракови клетки, стволовите клетки, които поддържат рак, разчитат на енергия, получена от протеини или по-точно аминокиселини. Това уникално хранително предпочитание, казват учени от Раковия център на Университета в Колорадо, прави раковите стволови клетки уникално уязвими към лекарства, които инхибират усвояването на аминокиселини. Такива лекарства могат да убият раковите стволови клетки, като същевременно оставят здравите клетки невредими. Те също могат да бъдат обединени с по-конвенционални лекарства, които са ефективни срещу зрели ракови клетки.

протеини

Идеята за съкращаване на крайниците на рака, като същевременно се отрязва и коленете, беше изследвана от д-р Крейг Джордан и неговите колеги от Центъра за рак на Университета в Колорадо. Те оцениха лекарство, наречено венетолакс, за способността му да предотвратява използването на аминокиселини за енергия от стволови клетки от левкемия.

„При остра миелоидна левкемия (ОМЛ) станахме доста добри в убиването на по-голямата част от раковите клетки, но малка популация от ракови стволови клетки са уникално оборудвани, за да се противопоставят на тези терапии и тези стволови клетки често оцеляват, за да рестартират състоянието по-късно ”, Каза д-р Джордан. „Нуждаем се от начин, по който да се насочим конкретно към раковите стволови клетки и изглежда, че това може да е това.“

Д-р Джордан и колеги съобщиха за своите открития на 12 ноември в списание Cancer Cell, в статия, озаглавена „Инхибирането на метаболизма на аминокиселините селективно насочва човешките левкемични стволови клетки“. Според тази статия, поглъщането на аминокиселини, стационарните нива и катаболизмът са повишени в популацията на левкемични стволови клетки (LSC). Статията също така демонстрира, че венетолаксът помага да се предизвика токсичност в левкемични стволови клетки, взети от пациенти с ОМЛ.

„LSCs, изолирани от de novo пациенти с AML, зависят уникално от метаболизма на аминокиселините за окислително фосфорилиране и оцеляване“, пишат авторите на статията. „Фармакологичното инхибиране на метаболизма на аминокиселините намалява окислителното фосфорилиране и предизвиква клетъчна смърт.“

Статията също така отбелязва, че LSCs, получени от пациенти с рецидивирал AML, не зависят от метаболизма на аминокиселините поради способността им да компенсират чрез повишен метаболизъм на мастните киселини. Тоест само пациенти с ОМЛ, които са били лекувани с венетоклакс като първото им лечение, са показали драматичен отговор.

„Когато пациентите бяха лекувани първо с други терапии, левкемичните стволови клетки бяха подтикнати да се диверсифицират, а някои възприеха метаболизма на липидите“, обясни д-р Кортни Джоунс, изследовател в лабораторията на д-р Джордан и първият автор на настоящото проучване.

Когато впоследствие тези пациенти бяха лекувани с венетоклакс, лекарството убива раковите стволови клетки, които продължават да зависят от метаболизма на аминокиселините, но е неефективно срещу раковите стволови клетки, които са преминали към липиден метаболизъм. Сякаш метаболизмът на липидите осигурява начин за бягство на тези клетки и когато дори малка популация от левкемични стволови клетки успя да устои на терапията, те успяха по-късно да рестартират растежа на болестта.

Бъдещата работа в лабораторията на д-р Джордан ще изследва възможността за инхибиране на липидния метаболизъм заедно с метаболизма на аминокиселини за употреба при пациенти с ОМЛ, чийто рак е имал резистентност или рецидив след предишни терапии.

Д-р Джордан е прекарал повече от 20 години, полагайки научна основа за тази атака срещу ракови стволови клетки, и сега точно през последните шест месеца, с множество важни публикации, работата от неговия екип доведе не само до по-добро разбиране на тези упорити клетки, но на лечения, които могат да променят стандарта на грижа за остра миелоидна левкемия и може би и други видове рак. В скорошно клинично проучване пациентите с остра миелоидна левкемия, които не са били кандидати за трансплантация на костен мозък, са били лекувани с лекарството венетоклакс, което блокира способността на клетките да поемат аминокиселини.

„Конвенционалната химиотерапия не е ефективна за повечето пациенти с остра миелоидна левкемия. Новите резултати с венетоклакс изглеждат много обещаващи “, отбеляза д-р Джордан. Резултатите от клиничните изпитвания също са публикувани в списанието Nature Medicine, с първия автор Даниел Полиа, доктор по медицина, клиничен директор на левкемични услуги, Медицински факултет на Университета в Колорадо. Настоящото проучване се връща обратно, за да посочи защо клиничното изпитване е било толкова успешно.

„В статията на Cancer Cell ние докладваме за важна наука, която описва уязвимостта на тези стволови клетки от левкемия, а в статията Nature Medicine описваме лечение, което успешно експлоатира тази уязвимост“, посочи д-р Джордан. „Ние вярваме, че този тип терапия е само началото на това, което може да се превърне в изцяло нов начин за лечение на левкемия. Сега нашето предизвикателство е да оптимизираме това лечение при остра миелоидна левкемия, като същевременно го разширим за използване в други условия, където раковите стволови клетки продължават да стимулират развитието, растежа и рецидива на рака. "