Stellen Sie sich eine Linie von Dominosteinen. Wenn man leicht abgegriffen und fällt, der rest purzeln.
Das gleiche gilt für Krebs. Wenn eine Zelle wird bösartig, wichtige zelluläre Signalwege werden verändert. Und wie bei einer Kettenreaktion, wenn man einen Punkt in einem Pfad mutiert ist, können die Auswirkungen zu spüren sein downstream—gerade wie Dominosteine.
Einige der Wege, die gestört sind in Krebs regulieren, wie Zellen erwerben und verarbeiten Energie—Ihre zellulären Stoffwechsel.
Aber während viel bekannt ist über die Fehler, die stören metabolische pathways in cancer, nicht viel getan worden, um den link dieser Mutationen auf, wie sich die Zellen Verhalten. Bis jetzt.
Dr. George Poulogiannis ist einer unserer Wissenschaftler untersuchen die Beziehung zwischen zellulären Stoffwechsel, Krebs und Ernährung als Teil unseres Rosetta Krebs „Grand Challenges“ – team, die Schaffung einer „Google-Earth Krebs.“
Poulogiannis erklärte, dass durch den Abschluss einer Teil dieses komplexen puzzle—die Suche nach neuen verbindungen, die in Krebs-Stoffwechsel—Wissenschaftler öffnen die Tür zu einem besseren Verständnis der einzelnen Krebsarten und wiederum ebnen den Weg zu mehr maßgeschneiderte Behandlungen.
Und für ein puzzle dieser komplexen, musste Sie ein ziemlich einzigartiges tool.
Das iKnife
Zur Beurteilung der metabolischen Veränderungen, die in Krebszellen, das team hat ein geniales Stück der Ausrüstung, bekannt als das Intelligente Messer (oder iKnife).
Das iKnife ist eine Erfindung von Professor Zoltan Takats vom Imperial College London, wer arbeitet mit Poulogiannis auf der Rosetta-team und war ein Forscher in der jüngsten Studie.
Das elektrochirurgische Gerät entworfen, um zu erschnüffeln Krebs während der Operation—wurde bisher auf dem Prüfstand bei Brustkrebs, und beginnt zu sein, erprobt in Eierstock-Krebs zu.
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„Vor ein paar Jahren, eine Technologie eingeführt, die basierte auf einer sehr einfachen Idee, um eine Verbindung der Elektro chirurgisches Gerät mit einem Massenspektrometer und Messen Sie die Luftionisation Profil der Rauch, der erzeugt wird,“ Poulogiannis erklärt.
Mit dieser Technik, die iKnife kann genau unterscheiden Krebs von nicht-krebsartigen Gewebes in Echtzeit. Dies bedeutet, dass die Chirurgen wissen, ob Sie schneiden durch gesundes Gewebe oder Krebs nur wenige Sekunden nach Ihrem ersten Schnitt.
„Wir wollten untersuchen, ob mit dieser Technologie sammeln konnte noch mehr detaillierte Informationen über die Biologie der Krebs und die wichtigsten Treiber von der Krankheit.“
Die Jagd nach hinweisen
Poulogiannis und sein team waren das betreten von Neuland.
Das team wusste nicht genau, was Sie suchen, aber Sie begann die Jagd nach mustern, die könnte zeigt Hinweise, die über den Stoffwechsel und Krebs screening eine Reihe von Brustkrebs-Zelllinien, Tumorproben und-Maus-Modelle.
„Wenn wir wussten, dass wir etwas beobachtet, was am Anfang ziemlich seltsam“, sagt Poulogiannis.
Ihre Analyse zeigte, dass die Brustkrebs-Proben könnten aufgeteilt werden in zwei verschiedene Gruppen, basierend auf der Anwesenheit von bestimmten Fetten schnupperte sich durch das iKnife. Und diese Spaltung korrelierte nicht mit einer der Funktionen, ärzte verwenden derzeit zur Gruppe der Borreliose—wie Hormon-rezeptor-status.
Das team sucht weiter und entdeckt, dass die Unterschiede in Fetten könnte erläutert werden, durch einen Fehler (mutation) in einem gen, das Teil eines wichtigen Stoffwechselweg, den PIK3CA-Signalweg.
Stücke des Puzzles
Einer der Fetten bei besonders hoher Gehalt in den Proben wurde die Arachidonsäure. Es ist eine Fettsäure, die überwiegend in tierischen Fetten gefunden in unserer Ernährung kann aber auch sein, produziert von Krebszellen.
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Deutlich, diese gleichen Fett spielt eine wichtige Rolle bei der entzündlichen Reaktion in der Krebs.
„Wir haben dann versucht das zu finden, was war der Mechanismus dahinter [der Schichtung der Proben] und wir fanden, dass einige Signalwege downstream von Onkogene PIK3CA regulieren diese überproduktion von Lipiden. Und die biomarker-Fettsäuren, die unsere Aufmerksamkeit erregt war die Arachidonsäure, da diese dient als wichtige Drehscheibe des pro-inflammatorischen Reaktion in der Krebs. Und dies ist eine Fettsäure, die wir erhalten, sowohl von der Ernährung, und auch PIK3CA mutierten Krebszellen haben eine einzigartige Fähigkeit zu erhöhen, seine Produktion“
Mit dem iKnife, das team hatte langsam begonnen, sich zu versammeln, gemeinsam die Stücke aus verschiedenen Studien und richten Sie Sie wie Dominosteine, Herstellung von verbindungen, die noch nie dort war.
Das team fand heraus, dass Medikamente, die mischte sich mit dem PIK3CA-Signalweg wurden weit mehr wirksam bei der Verlangsamung des Tumorwachstums in Mäusen mit Brusttumoren, wenn die Mäuse auch gefüttert eine Diät ohne Fettsäuren.
Poulogiannis erklärt, wie Wissenschaftler hatte für eine Weile bekannt, dass der Fehler in der PIK3CA-Signalweg fungierte als marker für ein nicht-ansprechen auf bestimmte Inhibitoren, „aber nie ganz verstanden, warum.“ Jetzt, mit der Hilfe des iKnife, diese Forschung hat gezeigt, dass das fehlen einer Antwort könnte sein, weil die überproduktion von Arachidonsäure.
Das komplette Bild
Wie die Dominosteine fielen, Poulogiannis und sein team folgten den hinweisen entlang der PIK3CA-Signalweg, verbindungen zu ziehen zwischen Ernährung, Stoffwechsel und Krebs, „ich denke, das ist eine der ersten Studien, oder vielleicht sogar die erste, die zeigt, dass eine dietary fat restriction spielt eine wichtige Rolle in der Therapie-response.“
Es ist ein Projekt, gefüllt mit unerwarteten Wendungen, aber Poulogiannis freut sich mit, wo Sie schon gelandet—um neue features von Brust-Krebs-Biologie und eine neue und aufregende verwenden Sie für das iKnife.
Obwohl, es ist früh Tage, Poulogiannis ist begeistert von dem Potenzial dieser Techniken verändern die Art und Weise suchen wir nach neuartigen verbindungen, die in Krebs-Stoffwechsel und eine Anleitung, wie wir Behandlung von Krebs in der Zukunft, das war ein wichtiger Teil der Rosetta-Projekt.
Die Rosetta-Krebs „Grand Challenges“ – team unter der Leitung von Professor Josephine Strauß, weiterhin auf die Karte verschiedenen Tumoren in noch nie da gewesenen detail, um neue Wege zu entwickeln, um diagnose und Behandlung der Krankheit.