Wie ein Protein Krebs an seiner Ausbreitung hindern könnte
Haben Wissenschaftler den "heiligen Gral" der Entwicklung von Krebsmedikamenten entdeckt?
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Ein Team von Wissenschaftlern der University of California, Riverside, hat eine neue Methode angekündigt, um die Ausbreitung von Krebs zu stoppen. Dabei geht es um ein Protein, das Teil der Aktivität gesunder Zellen ist, aber bei der Entwicklung von Krebszellen abtrünnig wird. Könnte dies der nächste Schritt sein, um den Planeten von einer Krankheit zu befreien, die laut Weltgesundheitsorganisation bis zum Jahr 2050 mehr als 35 Millionen neue Fälle auslösen wird?
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Eine unheilbare Krankheit
Trotz jahrzehntelanger Forschung gibt es derzeit keine Heilung für irgendeine Krebsart.
Krebsfälle werden sich vermehren
Der jüngste Bericht der Weltgesundheitsorganisation (WHO) geht davon aus, dass es im Jahr 2050 über 35 Millionen neue Krebsfälle geben wird.
Ein düsterer Ausblick
Diese düstere Vorhersage bedeutet einen erheblichen Anstieg gegenüber den rund 20 Millionen Krebsfällen im Jahr 2022 und entspricht einem prognostizierten Anstieg von 77 % über einen Zeitraum von 28 Jahren.
Neue Behandlungsmethoden
Angesichts der steigenden Zahlen und der Tatsache, dass keine Heilung in Sicht ist, erforschen Wissenschaftler weiterhin neue Methoden zur Prävention und Behandlung von Krebs.
Durchbruch
Doch nun könnten neue Erkenntnisse über ein bestimmtes Protein den Weg für neue Krebsbehandlungen ebnen.
Ein Schuldiger wurde identifiziert
Forscher der University of California, Riverside (UCR) haben einen neuen Weg gefunden, die physikalischen Eigenschaften eines bestimmten Proteins zu verändern, das für etwa 75 % aller Krebsfälle beim Menschen verantwortlich gemacht wird.
Ein spezifisches Protein
Im Mittelpunkt dieser bahnbrechenden Studie steht ein bestimmtes Protein namens MYC.
Was ist MYC?
MYC ist ein Transkriptionsfaktor, d. h. er trägt zur Regulierung der Geschwindigkeit bei, mit der genetische Informationen von der DNA in Boten-RNA in gesunde Zellen kopiert werden.
Was macht MYC?
Mit anderen Worten: Dieses Gen ist ein Proto-Onkogen und kodiert ein nukleares Phosphoprotein, das eine wichtige Rolle bei der Progression des Zellzyklus, der Apoptose (dem Absterben von Zellen, das als normaler und kontrollierter Teil des Wachstums oder der Entwicklung eines Organismus auftritt) und der Zelltransformation spielt.
Fehlerhafte Reaktion
Aber jetzt kommt der Clou: MYC ist zwar Teil der gesunden Zellaktivität, aber bei Krebszellen wird MYC hyperaktiv und fördert letztlich das Wachstum von Krebstumoren.
Die Entstehung vieler Krebsarten
Tatsächlich ist das MYC-Onkogen an der Entstehung vieler menschlicher Krebsarten beteiligt.
Mögliches Behandlungsziel
Die Verbindung von MYC mit Krebs wurde in früheren Studien festgestellt, wobei das Protein als potenzielles Behandlungsziel untersucht wurde.
MYC eindämmen
Jetzt glauben Wissenschaftler jedoch, einen Weg gefunden zu haben, MYC daran zu hindern, seine normale, sorgfältig kontrollierte Rolle zu verlassen und die Ausbreitung von Krebs zu fördern.
Wie Krebszellen sich vermehren
"Krebszellen sind hyperaktiv und replizieren sich selbst ohne Kontrolle. Man kann sie sich als eine Massenproduktionspipeline für Biomoleküle vorstellen", erklärte der leitende Studienautor Min Xue, ein Biochemiker an der UCR.
Die Rolle der DNA
"All diese Produktionsprozesse beruhen auf einem Bauplan, der DNA. MYC erleichtert den Zugang zu dieser Blaupause und ermöglicht eine konstante Versorgung mit Bausteinen für unkontrolliertes Wachstum", fügte Xue im Gespräch mit Medical News Today hinzu.
Schwer zu identifizieren
MYC ist im Großen und Ganzen ein unförmiges Protein. Es hat keine Struktur, die gezielt angegriffen werden kann. Das macht es für Medikamente schwierig, MYC wirksam zu identifizieren und sein normales Verhalten zu erhalten.
Eine herausfordernde Aufgabe
Die Herausforderung für Xue und sein Team bestand daher darin, eine Peptidverbindung zu entwickeln, die MYC binden oder mit ihm interagieren und es so wieder unter Kontrolle bringen könnte.
Was ist ein Peptid?
Ein Peptid ist ein Molekül, das zwei oder mehr Aminosäuren enthält (die Moleküle, die sich zu Proteinen zusammenfügen). Peptide dienen als strukturelle Bestandteile von Zellen und Geweben, Hormone, Toxine, Antibiotika und Enzyme.
Neue Methoden finden
Die Wissenschaftler der UCR erforschten ein neues Peptid, das in der Lage ist, eine starke Bindung direkt an MYC herzustellen. Wir haben ein "bicyclisches Peptid" entwickelt, das eine 3D-Bindungsoberfläche hat und als Miniaturversion eines Proteins betrachtet werden kann", erklärte Xue.
NT-B2R
Dieses Peptid mit der Bezeichnung NT-B2R erwies sich als besonders geeignet, MYC auszuschalten.
Die Regeln verändern
Wie ScienceAlert berichtet, wurde in Tests mit einer Kultur aus menschlichen Gehirnkrebszellen gezeigt, dass NT-B2R erfolgreich an MYC bindet, die Art und Weise verändert, wie die Zellen viele ihrer Gene regulieren, und schließlich den Stoffwechsel und die Vermehrung der Krebszellen verringert.
Der Bindungsprozess
"Peptide können eine Vielzahl von Formen, Gestalten und Positionen annehmen. Sobald man sie biegt und zu Ringen verbindet, können sie keine anderen möglichen Formen annehmen, so dass sie dann einen geringen Grad an Zufälligkeit aufweisen. Das hilft bei der Bindung", erklärte Xue.
Ein wirksamer Hemmstoff
"[Peptide] können an MYC binden und die physikalischen Eigenschaften von MYC verändern, so dass es keinen Zugang zu den Informationen in der DNA hat. ... [Und] da MYC bei der Entstehung einer Vielzahl von Krebsarten eine wesentliche Rolle spielt, könnte ein wirksamer MYC-Hemmer uns helfen, diese Krebsarten zu behandeln", fuhr er fort.
Entwicklung von Krebstherapeutika
"Ein zusätzlicher Bonus ist, dass diese Krebszellen süchtiger nach den hohen MYC-Aktivitäten sind, die weit über denen normaler Zellen liegen, und diese Eigenschaft kann helfen, Krebstherapeutika mit weniger Nebenwirkungen zu entwickeln."
Verabreichungsmethoden
Die Forscher verabreichten das Peptid durch kleine Kugeln aus Fettmolekülen, so genannte Lipid-Nanopartikel. Sie planen jedoch, auch andere Möglichkeiten zu untersuchen. Denn diese Methode ist für ein Medikament nicht sehr geeignet, räumte Xue ein. "Wir erforschen andere Wege, um das Peptid autonom in die Zellen zu bringen."
Verbesserungen sind notwendig
"Wir arbeiten auch an der Verbesserung der Potenz des Peptids", fügte Xue hinzu. "Die derzeitige Version ist nicht stark genug für ein Medikament. Aber ich denke, wir sind auf einem sehr guten Weg."
Keine "Wunderwaffe"
Die ersten Ergebnisse der Studie des UCR-Teams sehen zwar vielversprechend aus, doch Xue warnte, dass es keine "Wunderwaffe" für alle Krebsarten gibt.
Eine tödliche Sammlung
"Krebs ist nicht 'eine Krankheit' – er ist eine Ansammlung von Krankheiten. Jeder Krebs hat seine eigenen Merkmale, und selbst ein und dieselbe Krebsart kann sich bei verschiedenen Patienten unterschiedlich äußern."
Die nächsten Schritte
Es gibt noch viel zu tun, räumte Xue ein. "Und der nächste Schritt wird sein, strenge Tests an Menschen durchzuführen."
Die Ausbreitung von Krebs stoppen
"Aber wir haben vielleicht eine Methode gefunden, um eine der Methoden zu stoppen, mit denen Krebs gesunde biologische Prozesse unterschlägt, um zu überleben."
Der "Heilige Gral" der Entwicklung von Krebsmedikamenten
"MYC ist im Grunde ein Chaos, weil es keine Struktur hat", so Xue. "Das und seine direkte Auswirkung auf so viele Krebsarten machen es zu einem der heiligen Grale der Krebsmedikamentenentwicklung. Wir freuen uns sehr, dass es nun in greifbare Nähe gerückt ist."
Quellen: (Medical News Today) (WHO) (National Center for Biotechnology Information) (ScienceAlert) (Journal of the American Chemical Society)
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