Forskare vid Umeå universitet har bidragit till ny kunskap om hur cancerceller skyddar sig mot att dö. Studien ger en fördjupad förståelse för hur viktiga proteiner samverkar i cellen och kan på sikt hjälpa utvecklingen av nya cancerbehandlingar.
Resultaten, publicerade i tidskriften ACS Chemical Biology, visar hur ett centralt protein kan hindra apoptos, den process som normalt får cancerceller att dö.
Apoptos är en form av programmerad celldöd som spelar en avgörande roll under fosterutvecklingen, för att avlägsna gamla eller skadade celler och för att immunförsvaret ska fungera. När apoptos inte fungerar som den ska, som vid många cancersjukdomar, kan celler dela sig okontrollerat och bilda tumörer.
Många cancerbehandlingar, som cellgifter och strålning, verkar genom att orsaka skador eller stress i cellerna som leder till apoptos. Men många tumörer lyckas undvika även denna typ av celldöd och blir därmed motståndskraftiga mot behandling.
Gerhard Gröbner, professor vid Kemiska institutionen, Foto: Mattias Pettersson
Blockerar dödsproteiner
Ett av de viktigaste proteinerna som styr apoptosen är det celldödande proteinet Bax. Efter att ha aktiverats kan Bax-proteinet starta apoptos genom att skapa hål i mitokondriernas membran. Ett annat viktigt protein från samma släkt, det cellskyddande proteinet Bcl-2, hindrar däremot Bax från att döda de farliga cellerna. I nästan hälften av alla cancerformer hos människor är ett av problemen en ökad produktion av Bcl-2, vilket får tumörerna att växa och ofta inte svara på behandling.
– I vår forskning har vi med hjälp av avancerade neutronexperiment kunnat visa hur Bcl‑2 skyddar cancerceller genom att blockera de, oftast terapi-aktiverade, dödsproteinerna, säger Gerhard Gröbner, professor vid Umeå universitet, som lett studien.
Experimenten visar att Bcl-2 som sitter på utsidan av cellernas mitokondrier kan samla upp och binda flera Bax-proteiner samtidigt, vilket gör att celldöden stoppas mer effektivt än man tidigare trott. Cancercellerna behöver inte producera extremt stora mängder Bcl-2 för att skydda sig – även en måttlig ökning kan räcka.
Öppnar för nya cancerbehandlingar
Forskarna studerade också hur sammansättningen av mitokondriernas membran påverkar samspelet mellan proteinerna. Ett särskilt lipidämne, kardiolipin, kan främja apoptos och hjälpa Bax att bilda hål i membranet. Men även i membran som innehåller kardiolipin kan ett tillräckligt högt innehåll av Bcl‑2 hindra cellerna från att dö.
– På längre sikt kan den här typen av kunskap öppna för nya möjligheter kring cancerbehandlingar, till exempel genom att rikta in sig på Bcl-2 och dess skyddande funktion, säger Gerhard Gröbner.
Studien genomfördes i samarbete mellan forskare från Umeå universitet, Lunds universitet, the European Spallation Source (ESS) i Lund, ISIS Neutron and Muon Source och Diamond Light Source i Storbritannien samt Institut Laue‑Langevin (ILL) i Frankrike.
