Een nieuwe studie van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft de gedetailleerde mechanismen blootgelegd waarmee uitgehongerde cellen eiwittransportstations kapen om voedingsstoffen te importeren. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, zouden kunnen leiden tot nieuwe therapieën voor de behandeling van kanker en andere ziekten waarbij snelle celgroei betrokken is.

Wanneer cellen geen voedingsstoffen meer krijgen, komen ze in een staat van stress terecht die autofagie wordt genoemd, waarin ze hun eigen eiwitten en organellen afbreken om de componenten te recyclen. Dit proces is essentieel voor het overleven van de cel, maar kan ook schadelijk zijn als het niet goed wordt gereguleerd. In sommige gevallen kan autofagie leiden tot celdood.

De onderzoekers ontdekten dat uitgehongerde cellen eiwittransportstations, translocons genaamd, kapen om voedingsstoffen te importeren. Translocons worden normaal gesproken gebruikt om eiwitten naar het endoplasmatisch reticulum (ER) te transporteren, een cellulair compartiment waar eiwitten worden gevouwen en gemodificeerd. Wanneer cellen echter verhongeren, herconfigureren ze translocons om in plaats daarvan voedingsstoffen te importeren.

Deze herconfiguratie wordt mogelijk gemaakt door een eiwit genaamd ATF4, dat wordt geactiveerd als reactie op uithongering. ATF4 bindt zich aan de translocons en verandert hun structuur, waardoor ze voedingsstoffen kunnen importeren.

De onderzoekers ontdekten ook dat de ATF4-niveaus in kankercellen verhoogd zijn, wat suggereert dat deze route een doelwit zou kunnen zijn voor kankertherapie. Door ATF4 te remmen, kan mogelijk worden voorkomen dat kankercellen translocons kapen en voedingsstoffen importeren, wat tot celdood leidt.

"Deze studie geeft een gedetailleerd inzicht in hoe uitgehongerde cellen eiwittransportstations kapen om voedingsstoffen te importeren", zegt senior auteur professor Jennifer Doudna, een biochemicus aan Berkeley. "Dit zou kunnen leiden tot nieuwe therapieën voor de behandeling van kanker en andere ziekten waarbij snelle celgroei betrokken is."

Het onderzoeksteam onderzoekt nu de rol van ATF4 in andere cellulaire processen, zoals de vouwing en afbraak van eiwitten. Ze zijn ook van plan te onderzoeken hoe de ATF4-niveaus in kankercellen worden gereguleerd.