science >> Wetenschap >  >> Chemie

Door ijzer gemedieerde kankercelactiviteit:een nieuw regulatiemechanisme

Mesenchymale stamcellen (rechts) worden geassocieerd met metastatische verspreiding, weerstand tegen conventionele chemotherapie en tegen recidieven. Tijdens de overgang naar deze toestand, het eiwit CD44 neemt het over van transferrine en zijn TfR1-receptor en zorgt voor het grootste deel van de ijzerendocytose. Dit leidt tot een significante toename van de cellulaire ionenconcentratie. In de kern, ijzer werkt als een chemische katalysator voor oxidatieve demethylering en "maakt" genen vrij waarvan de expressie wordt gereprimeerd door gemethyleerde histon-eiwitten, in het bijzonder degenen die betrokken zijn bij de verspreiding van metastasen. Overeenkomstig, CD44 reguleert de epigenetische plasticiteit en expressie van deze genen door ijzerbemiddeling. Krediet:Raphaël Rodriguez/Natuur

CNRS-onderzoekers van het Institut Curie hebben onlangs aangetoond dat kankercellen een membraaneiwit gebruiken dat al tientallen jaren bekend is om ijzer te internaliseren. Gepubliceerd in Natuurchemie , dit werk toont aan dat het geabsorbeerde ijzer kankercellen in staat stelt metastatische eigenschappen te verwerven.

Biologen kenden CD44 goed, maar kende de belangrijkste biologische functie die het vervult niet. CD44 is een glycoproteïne dat op het oppervlak van veel cellen wordt aangetroffen, in verschillende organen, dat ook betrokken is bij verschillende biologische processen:immuunrespons, ontstekingen en kanker, onder andere. Voor de eerste keer, een onderzoeksteam heeft aangetoond dat het deelnam aan deze verschijnselen door ijzer via endocytose de cellen binnen te laten.

Wetenschappers van het Laboratoire Chimie et Biologie du Cancer (CNRS/INSERM/Institut Curie) en hun collega's kwamen tot deze conclusie door de activiteit van CD44 in kankercellen te bestuderen, en de resulterende veranderingen in metabolisme en genetische expressie.

Hun resultaten laten zien dat CD44 ijzer gebonden aan hyaluronzuur kan internaliseren. Voor kankercellen, het ijzer vervult dan twee rollen:het levert de mitochondriën zodat het metabolieten kan produceren die de cel nodig heeft om in een metastatische toestand over te gaan en het maakt epigenetisch bepaalde genen vrij die ook nodig zijn voor het metastatische proces. In die staat, CD44 wordt zelfs de belangrijkste route voor ijzer om cellen binnen te komen.

Deze waarnemingen verklaren waarom CD44 al bekend stond om zijn associatie met het optreden van metastasen en recidieven. Maar ze zijn ook verrassend omdat biologen tot nu toe dachten dat er een ander mechanisme betrokken was bij ijzerendocytose, waarbij transferrine en zijn TfR1-receptor betrokken zijn. Het onderzoeksteam hoopt nu moleculen te ontwikkelen die cellulair ijzerverkeer kunnen blokkeren om cellen met een hoog metastatisch potentieel te elimineren.