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欺骗细胞动力室以规避化疗耐药性

研究人员表示,尽管治疗方法取得了进步,但改善早期治疗仍然是癌症治疗的关键

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科罗拉多大学医学院的研究人员进行了合作在最近发表的一项研究中,有望克服癌症治疗中的一个重大问题:化疗耐药性。

自从第二次世界大战期间美国陆军科学家在研究芥子气时偶然发现了化学疗法以来,世界各地的癌症患者的寿命延长了无数年。

即使革命性的新疗法每天都在这个国家的顶级中心为一些患者提供最后一刻的成功,化疗在癌症治疗阵容中的关键位置仍然很明显。

但这种开创性的疗法有一个巨大的缺点:它经常停止工作。

他说:“问题是患者会对这些药物产生耐药性,而且不只是一种药物,而是所有的药物。奔驰林康他是哈佛大学的科学家科罗拉多大学安舒茨医学院并且是哥伦比亚大学癌症中心自1997年以来一直在研究药物耐药性。

Rincon说,增加化疗剂量来抵消耐药性通常不是一个可行的选择,因为有毒性的风险,尤其是对肝脏和心脏的威胁。

现在,她和哥伦比亚大学癌症中心的同事进行了一项研究安吉洛达利山德罗,博士,参加了5月14日出版在《自然通讯》上发表的一篇文章为克服这个问题提供了一些希望。

化疗:还没有被搁置

“我知道每个人都对免疫疗法感到兴奋,我也是一名免疫学家,”Rincon说免疫学与微生物学系“,科罗拉多大学医学院

“但这些治疗非常昂贵。并不是每个人都能负担得起,”她说的是先进的疗法,比如汽车t细胞和单克隆抗体选项。“我们不可能用这种治疗方法在全球范围内对抗癌症。”

林康说,在批准患者接受新的治疗方法之前,通常还需要在术前和术后进行化疗,以缩小癌变肿瘤并根除任何残留的癌细胞。

“最近,他们将化疗与其他一些疗法结合起来。他们发现它比单纯的免疫疗法更有效。所以,总的来说,我认为化疗是目前最常用的治疗任何类型癌症的方法。”

研究的重点是导致这一问题的原因

鉴于其重要性,寻找药物耐药解决方案的竞赛一直在进行。这对搭档最近的研究集中在一种长期被发现的机制上——ATP结合盒(ABC)转运体——Rincon将其描述为癌细胞外表面的“小泵”。

当化疗药物侵入细胞时,ABC转运蛋白将它们泵出,降低了治疗的有效性,并给细胞时间形成耐药性。

“这就像癌细胞是一艘小船,你只想让这艘船沉没。你用药物攻击它,比如化疗,在船上戳一个洞。然后水开始进来,这些泵把水抽出来。这正是ABC传输器所做的。他们把水抽出来,使船浮在水面上。——Angelo D 'Alessandro,博士,关于导致化疗耐药性的机制

迄今为止,旨在抑制心脏泵血的研究收效甚微。

在他们的研究中,Rincon和D 'Alessandro,是芝加哥大学的副教授生物化学与分子遗传学系“,,重点关注的是泵或ABC运输机的燃料。然后他们找到了一种刹车的方法。

聚焦于细胞发电站:线粒体

“近一个世纪以来,我们认为癌细胞使用糖酵解途径来产生能量(三磷酸腺苷,或ATP),”林康在谈到葡萄糖转化为乳酸提供能量时说。“他们确实利用这些资源来发展。”

但近年来,科学家们已经意识到,在人体大多数细胞中产生能量的线粒体确实在癌细胞代谢中发挥着作用。

林孔说:“我们在这项研究中发现,这些ABC传输器——就像井里的泵——消耗了大量的能量。”“它不像你的微波炉。你需要大量的能量才能把水从地下拉出来。”

因此,就像给房子里的井泵增加一个发电机以获得更多的能量一样,耐化学药物的癌细胞变成了线粒体,增强了它们产生ATP的能力,并促进ABC转运蛋白的药物流出,从而导致治疗失败。

“现在,我们说的不是传输器是否在那里;关键是你是否有来自线粒体的能量让这些转运蛋白工作。”

他们的下一个问题是如何阻止能量流动。研究人员转向了一种被称为甲基化控制J蛋白(MCJ)的分子。

MCJ分子的缺乏与线粒体能量增强有关

过去的研究,包括林康的一些研究,将MCJ与乳腺癌患者的化疗耐药和较差的预后联系起来。

“我们在动物模型上进行了研究,我们发现当小鼠失去这种分子MCJ时,它们对化疗产生了耐药性。它不会真正影响癌症的生长,只会影响对化疗的反应。”

“我们还发表了一项研究,表明在人类患者中,乳腺癌中MCJ的缺失显然是化疗耐药的一个标志。”

“事实证明,MCJ是线粒体代谢的抑制剂或制动器,有点像大自然节省能量的方式。——Mercedes Rincon博士

在这项研究中,Rincon和D 'Alessandro表明,耐化疗癌细胞中线粒体呼吸的增加是由于MCJ的缺乏。

Rincon说:“事实证明,MCJ是线粒体代谢的抑制剂或制动器——有点像大自然节省能量的方式。”

同样在这项研究中,研究人员开发了MCJ模拟物,给没有它的细胞提供刹车。这招奏效了。

林孔说:“当你在化疗中使用这些治疗模拟药物时,它们会抑制线粒体,然后药物进入癌细胞,细胞就会死亡。”

这些研究是在小鼠和人类细胞的体内和体外进行的。

Rincon说:“将这些MCJ模拟药物与标准化疗药物联合使用,可能成为许多类型癌症的替代治疗策略。”“而且,通过避免化疗耐药性,它可能会带来更好的结果。”

主题:研究癌症

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