Syöpäsolujen energia-aineenvaihdunnasta
löytyi yllättävä ”Akilleen kantapää”

Syöpäsolujen poikkeava energia-aineenvaihdunta avaa uudenlaisia mahdollisuuksia syövän täsmähoidoille, osoittaa akatemiatutkija Juha Klefströmin johdolla tehty tutkimus. Kiihkeästi jakautuvat syöpäsolut keskittyvät kasvuun eivätkä pysty täydentämään energiavarastojaan, ja sopivalla täsmäiskulla nääntyneet solut voisi olla mahdollista suistaa ohjelmoituun solukuolemaan. Tutkimus julkaistiin PNAS-tiedelehdessä 15.4.2013.

Solut varastoivat tarvitsemansa energian adenosiinitrifosfaatti (ATP) -molekyyleihin. Erityisen aktiivisesti jakautuvien syöpäsolujen olettaisi tarvitsevan energiaa erityisen paljon, mutta tosiasiassa syöpäsolut yleensä tuottavat vain niukasti ATP-molekyylejä. On oletettu, että syöpäsolut ”uhraavat” osan energiantuotannostaan virittääkseen aineenvaihduntakoneistonsa palvelemaan kiivasta kasvua.

Klefströmin tutkimusryhmä Helsingin yliopistosta on nyt osoittanut, että syöpäsolut ottavat melkoisen riskin tyytyessään alhaiseen energiantuotantoon, sillä matala ATP-taso altistaa ne solukuolemalle. ”Tämä on yksi syöpäsolujen aineenvaihdunnallisista ’Akilleen kantapäistä’, ja se voisi olla erittäin tehokas kohde iskeä syöpää vastaan”, Klefström sanoo.

Syövän kehitystä ohjaavat syöpägeenit ohjelmoivat solut jatkuvaan jakaantumiseen jo syövän syntyvaiheessa. Varsinaisen syöpäsairauden kehittyminen edellyttää kuitenkin, että syöpäsolut onnistuvat muokkaamaan aineenvaihduntansa tyydyttämään jatkuvasti jakaantuvien solujen energiatarpeita. Syöpäsolujen energiakoneisto ei kuitenkaan ole täydellinen: niiden aineenvaihdunnassa on heikot kohtansa, joita voidaan hyödyntää syöpäsolujen tuhoamisessa. 

Klefströmin johtamassa tutkimuksessa selvitettiin tunnetun Myc-syöpägeenin toimintaa. Myc pystyy muuntamaan solujen aineenvaihduntareittejä jo alkuvaiheen syöpäsoluissa. Tutkiessaan tarkemmin näitä mekanismeja tutkijat havaitsivat, että ne soluviestintäreitit, joiden kautta geeni käskyttää solua aineenvaihdunnallisiin muutoksiin ovat yhteydessä myös ohjelmoituun solukuolemaan (apoptoosi) johtaviin viestintäreitteihin.

Muuntaessaan solun aineenvaihduntaa syöpäsolulle tyypilliseen suuntaan Myc-geeni aiheuttaa äkillisen ATP-tason laskun solun sisällä. ATP-tason lasku havahduttaa solun energiavalvojan, AMP-kinaasin, joka puolestaan käynnistää syövänestogeeninä tunnetun p53-geenin. Tapahtumasarja johtaa p53 proteiinin kertymisen solun mitokondrioihin, joissa se aktivoi apoptoosikoneiston käynnistävän Bak-proteiinin mikä aiheuttaa solun altistumisen solukuolemalle.

ATP-tasot saattavat joskus laskea myös normaaleissa soluissa, esimerkiksi kovan rasituksen yhteydessä, mutta tilanne ei altista niitä solukuolemalle. Miksi juuri syöpägeeninen Myc saa ATP-nääntyneet solut  herkistymään apoptoosille?

“Terveissä soluissa ATP-tason äkillisen laskun aktivoima energiavalvoja, AMP-kinaasi, pelastaa solut energian puutteelta vähentämällä solun kasvua ja jakaantumista. Solun levätessä sen energiavarastot täydentyvät uudelleen. Syöpäsolun tilanne on erilainen, sillä aktiivinen Myc-geeni piiskaa solua jatkuvaan jakaantumiseen eikä anna sille mahdollisuutta levätä ATP-varastojen tyhjetessä. Tämä tekee syöpäsolun alttiiksi apoptoottiselle solukuolemalle”, selittää tutkimuksen toinen päätekijä, väitöskirjatutkija Anni Nieminen-Viheriäranta.

“Kun syöpägeenit ajavat soluja jatkuvaan jakaantumiseen, ne samalla muuttavat solujen energia-aineenvaihduntaa palvelemaan kasvua ”, Klefström kuvaa. ”Syöpäsolu joutuu maksamaan tästä kovan hinnan energiavarastojen huvetessa ja altistaessa solut apoptoosille. Tämä syöpäsolujen aineenvaihduntaan liittyvä haavoittuvaisuus saattaa olla avaintekijä tulevaisuuden syöpähoidoissa. Aineenvaihduntaa voidaan säädellä monilla olemassa olevilla lääkkeillä ja ehkä tätä kautta voimme löytää uusia keinoja, joilla pystyttäisiin kohdennetusti ohjaamaan syöpäsolut tuhoamaan itsensä.”

Lisätietoja:

Akatemiatutkija Juha Klefström, sp. juha.klefstrom@helsinki.fi

Viite: Anni I. Nieminen, Vilja M. Eskelinen, Heidi M. Haikala, Topi A. Tervonen, Yan Yan, Johanna I. Partanen, and Juha Klefström: Myc-induced AMPK-phospho p53 pathway activates Bak to sensitize mitochondrial apoptosis. PNAS (Online Early Edition) 15th April, 2013

Lähde: Helsingin yliopiston tiedote

 

Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »