Blockerat sockerupptag i cancerceller kan göra dem känsligare för behandling
Att cancerceller har förhöjda sockernivåer observerade läkaren och nobelpristagaren Otto Warburg redan på 1950-talet. Nyligen konstaterade också forskare att om man blockerar sockerupptaget i cancercellerna vid akut myeloid leukemi (AML) blir de känsligare för kemoterapi, cytarabin (Ara-C).
Genom att kombinera strukturbiologi med cellbiologi försöker en grupp forskare vid Lunds universitet att blockera cancercellernas sockerupptag så att de blir mer mottagliga för behandling.
”Leukemiska stamceller drar nytta av socker, vår forskning går ut på att stoppa sockrets väg in i cellerna,” säger Karin Lindkvist, professor på institutionen Medicinsk strukturbiologi vid Lunds universitet.
Genom att rikta in sig på glukosupptaget och proteinet GLUT1, som transporterar socker till cellerna, försöker hon tillsammans med sin forskargrupp skapa nya möjligheter att utveckla riktade läkemedel mot cancer. För att kunna studera atomer och molekyler in i minsta detalj använder forskarna utrustning vid MAX IV-laboratoriet, vid Lunds universitet. Här finns en av världens ljusstarkaste synkrotronljusanläggning som kan utnyttjas när vanlig traditionell mikroskopi inte räcker till.
Dålig prognos
Akut myeloisk leukemi har en mycket dålig prognos hos vuxna. Endast 5–15% av personer över 60 år botas. Hos äldre patienter som inte tolererar intensiv kemoterapibehandling är medianöverlevnaden 5–10 månader, vilket gör behovet av nya läkemedel stort.
”Traditionell behandling med kemoterapi har heller inte tillräcklig stark effekt, men kan man kombinera behandlingen med läkemedel som stoppar sockerupptaget i cancercellerna får man en synergieffekt som gör att de dör ut,” säger Karin Lindkvist.
Utvecklat in vitro-metod
GLUT1 är ett membranprotein som transporterar glukos in till cellen.
”Än så länge är detta grundforskning, men vi har märkt att socker verkar spela en avgörande roll vid akut myeloisk leukemi, AML. Målet är därför att komma åt GLUT1 för att förhindra Ara-C-resistens. Idag finns inga sådana läkemedel. Karin Lindkvist tror att det kan bero på att det hittills saknats passande system att testa den här typen av läkemedel.
Tillsammans med sina kollegor har hon nu utvecklat en in vitro-metod där renade glukostransportörer omskapas till jättevesiklar vilka är inbäddade i dubbla lipidlager, så kallade bilager, och efterliknar storleken och krökningen i däggdjursceller.
Genom att vesiklarna består av ett fettlösligt lipidmembran, så har vattenlösliga substanser svårt att passera igenom membranet, precis som i en vanlig cell. Membranproteiner, såsom GLUT1 trivs däremot i membranet och på så sätt kan vi mäta glukosupptaget,” säger Karin Lindkvist.
Kräver humant protein
Den här tekniken kräver stora mängder humant protein, något det råder brist på. Forskarna använder då jäst som proteinfabrik och låter jästen producera stora mängder mänskliga glukostransportörer, så att man fått fram tillräckliga mängder protein för sina studier. För att kunna undersöka detaljerna i proteinets struktur och hur cancerläkemedel binder till proteinet packar man dem till en kristall.
Med hjälp av fluorescensmikroskop har forskarna sedan utvärderat och jämfört GLUT1-hämmarna PGL-13, PGL-14 och PGL-27 med GLUT1- hämmaren WZB-117 och Cytochalasin B (CB).
Det man sett är en tydlig minskning av glukosupptaget hos PGL-13 och PGL-14, men däremot inte hos PGL-27.
”Nu vill vi veta om PGL-hämmare är specifika för GLUT1 och om AML-celler blir känsligare för kemoterapi om de inte kan ta upp socker via GLUT1.”
Även om resultaten i denna tidiga forskning är goda så är det långt kvar till att ha utvecklat ett läkemedel. För att nå dit menar Karin Lindkvist att man behöver samarbetspartners och hon hoppas nu att något läkemedelsföretag ska bli intresserat.
- Skapad