Den här bilden visar den imaginära skivan av fruktflugan. Gröna celler är levande och prolifererande celler som uttrycker en onkogen Src. Magentaceller är döende celler på grund av Src-uttryck. Således främjar Src proliferation (grön) och celldöd (magenta) samtidigt. Kredit:RIKEN
En forskargrupp vid RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research (BDR) har upptäckt molekylära händelser som avgör om cancerceller lever eller dör. Med denna kunskap fann de att minskad konsumtion av en specifik proteinbyggsten förhindrar tillväxten av celler som blir cancerösa. Dessa fynd publicerades i den vetenskapliga tidskriften eLife och öppnar möjligheten för kostterapi för cancer.
En tumör är en grupp cancerceller som förökar sig – eller förökar sig – okontrollerat. Tumörer härstammar från enstaka celler som blir cancerösa när gener som får celler att föröka sig överaktiveras. Men eftersom dessa gener, som kallas onkogener, ofta också orsakar celldöd, räcker det inte med aktivering av en enda onkogen i en cell för att den ska bli en cancercell. Detta fenomen anses vara en "felsäker" mekanism som förhindrar celler från att lätt förvandlas till cancer. För att en cell ska glida igenom springorna och bli cancer måste flera andra onkogener, tillsammans med cancerhämmande gener, aktiveras i en process i flera steg. Detaljerna i denna process var ämnet för den nya studien.
Den internationella forskargruppen ledd av Sa Kan Yoo vid RIKEN BDR fokuserade på onkogenen Src och undersökte hur cellproliferation – onkogenes – och celldöd regleras i fruktflugan. De visade att Src inte framkallar celldöd som ett resultat av cellproliferation, utan istället driver båda processerna oberoende och samtidigt. Genom att hämma funktionen hos specifika gener genom RNA-interferens fann teamet att genen p38 var involverad i cellproliferation och genen JNK var involverad i celldöd. Dessutom upptäckte de en gen som heter slpr som samtidigt aktiverar p38 och JNK. "Hur onkogener samtidigt främjar celldöd och cellproliferation har varit kontroversiellt", säger Yoo. "Vårt viktigaste fynd var att onkogenen Src främjar celldöd och cellproliferation via parallella vägar."
Ett koncept för att behandla cancer drar fördel av den felsäkra mekanismen genom att hämma cellproliferation, men inte celldöd. För att göra detta måste vi känna till de molekylära aktörerna som är involverade i processen. När teamet identifierade p38-aktivering som ett nyckelsteg som leder till cellproliferation, insåg de att de kunde göra detta koncept till verklighet. Efter att ha studerat vad vi mer vet om p38, insåg de att dess aktivitet kan styras av näringsämnen i kosten.
De började sedan testa denna hypotes genom att undersöka förhållandet mellan maten som matas till flyglarver och cellproliferation. De fann att en minskning av mängden av aminosyran metionin i kosten förhindrade p38-kontrollerad onkogenes. "Vi var glada över att finna att manipulering av mängden metionin i kosten kan påverka cellproliferation men inte celldöd", säger Yoo. "För närvarande vet vi inte om vårt fynd i flugor kommer att översättas till fall av mänsklig cancer. Men vi spekulerar i att det kommer att ske i särskilda fall eftersom vissa cancerformer hos människor också aktiverar Src-genen.
"Vi är nyfikna på att veta hur allmän mekanismen är som vi hittade här. Bortsett från Src-signalvägen fann vi också att slpr kan förmedla signalvägarna som kontrolleras av andra onkogener. Att ta reda på hur detta händer är vårt nästa mål.”
Eftersom processen för onkogenes är känd för att vara densamma hos både fruktflugor och däggdjur, kan de nya rönen hjälpa till att förklara hur cancer hos människor utvecklas.
Referens:"Metioninrestriktion bryter obligatorisk koppling av cellproliferation och död av en onkogen Src i Drosophila" av Hiroshi Nishida, Morihiro Okada, Lynna Yang, Tomomi Takano, Sho Tabata, Tomoyoshi Soga, Diana M Ho, Jongkyeong Chung, Yasuhiro Minami och Sa Kan Yoo, 27 april 2021, eLife.
DOI:10.7554/eLife.59809
