Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Dallas hebben een nieuwe techniek bedacht om agressieve cellen te isoleren waarvan wordt aangenomen dat ze de wortel vormen van veel moeilijk te behandelen uitgezaaide kankers - een belangrijke stap in de richting van de ontwikkeling van nieuwe medicijnen die zich op deze cellen zouden kunnen richten.

"Ons laboratorium is geïnteresseerd in het vinden van manieren om herhaling van kanker te voorkomen, " zei dr. Jiyong Lee, assistent-professor bij de afdeling Scheikunde en Biochemie van de School voor Natuurwetenschappen en Wiskunde aan de UT Dallas. "Het probleem is, niet alle kankercellen zijn gelijk.

"Er is een kleine populatie kankercellen die veel agressiever is dan andere - kankerstamcellen, " zei Lee. "Deze geven aanleiding tot secundaire tumoren, zelfs nadat de primaire tumor met succes is behandeld. De cellen zijn notoir moeilijk te vinden, laat staan ​​uitroeien."

Lee en zijn collega's gebruikten een proces in twee stappen om een ​​bibliotheek van 40, 000 chemische verbindingen, op zoek naar iets dat selectief bindt aan stamcellen van borstkanker, ze te isoleren van standaard borstkankercellen.

Het screeningproces identificeerde vijf verbindingen, liganden genoemd, die zich specifiek binden aan kankerstamcellen, en de onderzoekers selecteerden er een voor nader onderzoek. De resultaten zijn onlangs online gepubliceerd in Chemie — een Europees tijdschrift .

Hoewel vergelijkbare methoden zijn gebruikt om kankercellen te scheiden van normale gezonde cellen, Lee zei dat de resultaten de eerste demonstratie zijn van een techniek die kankerstamcellen scheidt van andere kankercellen.

"We hebben dit probleem op een nieuwe manier benaderd, en voor het eerst een ligand hebben geïsoleerd dat specifiek bindt aan kankerstamcellen, " hij zei.

Hoe kanker terugkeert

Stamcellen bevinden zich in verschillende weefsels in het lichaam, en in tegenstelling tot gewone cellen, die een beperkte levensduur hebben, ze kunnen zich voor lange tijd verdelen en vernieuwen. Ze zijn ook niet gespecialiseerd, wat betekent dat wanneer een van hen splitst, de resulterende cellen kunnen transformeren in een ander celtype. Bijvoorbeeld, stamcellen in het beenmerg kunnen bot worden, vet of bloedcellen.

evenzo, kankerstamcellen - waarvan wordt aangenomen dat ze zich in het hart van tumoren bevinden, die hun groei voeden, worden ook beschouwd als niet-gespecialiseerd en in staat om zichzelf te vernieuwen totdat ze transformeren in nieuwe kankercellen. De meest effectieve behandelingen voor primaire tumoren laten kankerstamcellen ongedeerd. Zelfs als een primaire tumor met succes wordt behandeld, kankerstamcellen kunnen onopgemerkt door het immuunsysteem door de bloedbaan reizen om elders nieuwe tumoren te zaaien, een proces dat metastase wordt genoemd.

Dergelijke secundaire tumoren kunnen jaren later verschijnen en zijn vaak agressiever en moeilijker te behandelen.

Uitdagingen bij het richten op kankerstamcellen

Veel onderzoekers, inclusief Lee, geloven dat het doden van kankerstamcellen in een primaire tumor deze zou moeten elimineren door de hernieuwbare bron van kankercellen te verwijderen, terwijl het ook het ontstaan ​​van nieuwe kankers voorkomt. Er zijn momenteel geen klinisch bewezen geneesmiddelen gericht op kankerstamcellen, hij zei.

De uitdaging:je moet kankerstamcellen vinden voordat je ze kunt doden.

"Onderzoek op dit gebied was moeilijk omdat het moeilijk was om kankerstamcellen specifiek te targeten. " zei Lee. "Er zijn beperkte methoden om deze cellen zelfs te detecteren."

de experimenten

Met behulp van beschikbare gegevens over fysieke factoren die kankerstamcellen differentiëren, Lee's groep incubeerde een mengsel van zowel borstkankerstamcellen als niet-stamkankercellen samen met 40, 000 kleine plastic kralen, elk gecoat met meerdere kopieën van één ligand.

Na twee vertoningen, Lee identificeerde een bepaald ligand waarvan hij geloofde dat het alleen aan de kankerstamcellen gebonden was en gebruikte het om ze te scheiden van niet-stamkankercellen. Om dit te bevestigen, hij injecteerde elke set cellen in muizen en volgde de dieren op tumorgroei.

"In de kankerstamcelgroep, we kregen een snelle tumorgroei en grotere tumorgrootte dan we zagen in de reguliere kankercelgroep, " zei Lee. "We zagen ook nog meer kankerstamcelactiviteit, wat helpt verklaren waarom deze tumoren agressiever waren.

"Het was ook opwindend dat we geen tumorgroei zagen in de groep die de kankercellen ontving waaruit de kankerstamcellen waren verwijderd. Deze gegevens ondersteunen het idee dat als je kankerstamcellen elimineert, je krijgt tumordegeneratie."

Mogelijke toepassingen

Lee stelt zich voor dat de liganden die hij identificeerde op meerdere manieren worden gebruikt, inclusief therapieën, diagnostiek en beeldvorming.

"De eenvoudigste versie van een therapeutisch middel zou zijn om een ​​toxisch middel aan het ligand te hechten, die zich dan selectief zouden binden aan kankerstamcellen en deze zouden doden, " zei Lee. "Het zou ook gunstig zijn om deze liganden aan te passen aan beeldvormende middelen, die de kankerstamcellen in een patiënt zouden verlichten en helpen bij het bepalen van de beste behandelingsopties.

"De meest directe toepassing, Hoewel, zal waarschijnlijk onze techniek gebruiken om kankerstamcellen te isoleren voor verder onderzoek in het laboratorium, evenals een hulpmiddel voor de ontwikkeling van geneesmiddelen."