Οι περισσότερες θεραπείες κατά του καρκίνου επιτίθενται στα κύτταρα που διαιρούνται γρήγορα, αλλά συχνά βλάπτουν και τα υγιή κύτταρα. Αυτή η βλάβη μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές παρενέργειες.
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τα Πανεπιστήμια της Γενεύης (UNIGE) και του Μάρμπουργκ έχει εντοπίσει μια πιθανή νέα στρατηγική. Ανακάλυψαν ότι μια κατοπτρική εκδοχή της κυστεΐνης, ενός αμινοξέος που περιέχει θείο, μπορεί να επιβραδύνει σημαντικά την ανάπτυξη ορισμένων όγκων, αφήνοντας τα υγιή κύτταρα σε μεγάλο βαθμό ανεπηρέαστα.
Η ένωση απορροφάται κυρίως από συγκεκριμένα καρκινικά κύτταρα, όπου διαταράσσει κρίσιμες βιολογικές λειτουργίες, όπως την κυτταρική αναπνοή και την παραγωγή DNA. Σε ποντίκια, όπως προκύπτει από τη δημοσίευση των ευρημάτων στο περιοδικό Nature Metabolism, αυτό το φαινόμενο επιβράδυνε σημαντικά την εξέλιξη επιθετικών όγκων του μαστού.
Κατανόηση των αμινοξέων "καθρέφτη"
Τα αμινοξέα είναι μικρά μόρια που χρησιμεύουν ως δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. Συνδέονται μεταξύ τους όπως οι χάντρες σε ένα κορδόνι για να σχηματίσουν τις πρωτεΐνες που χρειάζονται οι ζωντανοί οργανισμοί. Υπάρχουν 20 αμινοξέα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των πρωτεϊνών που βρίσκονται σε όλες τις μορφές ζωής.
Αυτά τα μόρια υπάρχουν σε δύο εκδοχές, γνωστές ως L (αριστερόστροφα) και D (δεξιόστροφα). Οι δύο μορφές είναι καθρέφτες η μία της άλλης, παρόμοια με τη διαφορά μεταξύ του αριστερού και του δεξιού χεριού ενός ατόμου. Αν και έχουν τα ίδια χημικά συστατικά, οι τρισδιάστατες δομές τους διαφέρουν. Η ανθρώπινη βιολογία βασίζεται σχεδόν εξ ολοκλήρου στις μορφές L για την κατασκευή πρωτεϊνών, ενώ οι μορφές D χρησιμοποιούνται σπάνια.
Η D-κυστεΐνη επιβραδύνει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Jean-Claude Martinou, επίτιμο καθηγητή στο Τμήμα Μοριακής και Κυτταρικής Βιολογίας της Σχολής Επιστημών του UNIGE, διερεύνησαν τον τρόπο με τον οποίο διάφορα αμινοξέα επηρεάζουν την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. Τα πειράματά τους αποκάλυψαν ότι η D-έκδοση της κυστεΐνης (D-Cys), η οποία περιέχει ένα άτομο θείου, μπορεί να καταστείλει έντονα την ανάπτυξη ορισμένων καρκινικών κυττάρων σε εργαστηριακά πειράματα. Ωστόσο, τα υγιή κύτταρα δεν επηρεάστηκαν.
«Αυτή η διαφορά μεταξύ καρκινικών και υγιών κυττάρων εξηγείται εύκολα: η D-Cys εισάγεται στα κύτταρα μέσω ενός συγκεκριμένου μεταφορέα που υπάρχει μόνο στην επιφάνεια ορισμένων καρκινικών κυττάρων», εξηγεί η Joséphine Zangari, διδακτορική φοιτήτρια στο εργαστήριο του καθηγητή Martinou και πρώτη συγγραφέας της μελέτης. «Στην πραγματικότητα, παρατηρήσαμε ότι αν εκφράσουμε αυτόν τον μεταφορέα στην επιφάνεια υγιών κυττάρων, τα κύτταρα αυτά σταματούν να πολλαπλασιάζονται παρουσία D-Cys».
Πώς το μόριο διαταράσσει το μεταβολισμό των καρκινικών κυττάρων
Σε συνεργασία με τον καθηγητή Roland Lill και την ομάδα του στο Πανεπιστήμιο του Marburg, οι ερευνητές ανακάλυψαν πώς το D-Cys βλάπτει τα καρκινικά κύτταρα.
«Αποκλείει ένα βασικό ένζυμο που ονομάζεται NFS1, το οποίο βρίσκεται στα μιτοχόνδρια, τα «εργοστάσια ενέργειας» των κυττάρων. Αυτό το ένζυμο παίζει βασικό ρόλο στην παραγωγή συστάδων σιδήρου-θείου, μικρών δομών που είναι απαραίτητες για πολλές διαδικασίες, όπως η κυτταρική αναπνοή, η παραγωγή DNA και RNA και η διατήρηση της γενετικής ακεραιότητας», εξηγεί ο Roland Lill.
Όταν το NFS1 μπλοκάρεται, πολλές κρίσιμες κυτταρικές λειτουργίες διακόπτονται. Τα καρκινικά κύτταρα παρουσιάζουν μειωμένη αναπνοή, αυξάνεται η βλάβη στο DNA και ο κυτταρικός κύκλος σταματά. Όλα αυτά τα αποτελέσματα μαζί εμποδίζουν τα κύτταρα να συνεχίσουν να αναπτύσσονται και να διαιρούνται.
Επιβράδυνση της ανάπτυξης όγκων σε ποντίκια
Για να ελέγξουν αν αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να λειτουργήσει σε ζωντανούς οργανισμούς, οι επιστήμονες θεράπευσαν ποντίκια που είχαν επιθετικούς όγκους του μαστού, οι οποίοι είναι συνήθως δύσκολο να θεραπευτούν. Τα αποτελέσματα ήταν πολλά υποσχόμενα. Η ανάπτυξη των όγκων επιβραδύνθηκε σημαντικά και τα ζώα δεν παρουσίασαν σημαντικές παρενέργειες.
«Αυτό είναι ένα πολύ θετικό σημάδι - τώρα γνωρίζουμε ότι είναι δυνατό να εκμεταλλευτούμε αυτή την ιδιαιτερότητα για να στοχεύσουμε συγκεκριμένα καρκινικά κύτταρα», λέει ο Jean-Claude Martinou. «Ωστόσο, πρέπει ακόμα να προσδιορίσουμε αν η D-Cys μπορεί να χορηγηθεί σε αποτελεσματικές δόσεις σε ανθρώπους χωρίς να προκαλέσει βλάβη».
Εάν περαιτέρω μελέτες επιβεβαιώσουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητά της στους ανθρώπους, η D-κυστεΐνη θα μπορούσε να γίνει μια σχετικά απλή και επιλεκτική θεραπεία για καρκίνους που παράγουν υψηλά επίπεδα του μεταφορέα που είναι υπεύθυνος για τη μεταφορά του μορίου στα κύτταρα. Η στρατηγική αυτή μπορεί επίσης να βοηθήσει στην πρόληψη της μετάστασης, ένα κρίσιμο στάδιο στην εξέλιξη του καρκίνου.
