Onderzoekers van de Universiteit van Missouri hebben ontrafeld hoe een kankerkritisch enzym zich op celoppervlakken bevindt. Het enzym zorgt ervoor dat tumorcellen door collageen kunnen tunnelen, het creëren van een gemakkelijke weg voor tumoren om kanker door het lichaam te verspreiden. Deze doorbraak is een belangrijke stap in de richting van de ontwikkeling van geneesmiddelen die de verspreiding van kanker in het lichaam kunnen voorkomen en behandelen.

Om kanker te verspreiden, tumorcellen moeten zich een weg banen door collageen, dat is het meest voorkomende eiwit in het menselijk lichaam en geeft structurele sterkte aan botten en weefsel. Een enzym, die wetenschappers MT1-MMP hebben genoemd, kan op het oppervlak van een tumorcel "zitten" en het collageen op zijn pad verteren, het openen van een tunnel voor tumorcellen om zich te verspreiden. De nieuwe resultaten suggereren dat het mogelijk kan zijn om te verstoren hoe dit enzym op een tumorcel "zit", mogelijk het vermogen ervan om collageen te verteren te blokkeren en de verspreiding van kanker te belemmeren.

"Het MT1-MMP-enzym heeft vier 'bladen', ' zoals de bladen van een propeller. Onze studie toont aan dat twee van de mesjes aan tumorcellen kleven, zei Steven Van Doren, een professor in de biochemie aan het MU's College of Agriculture, Voedsel en natuurlijke hulpbronnen. "Omdat er twee bladen zijn, het enzym kan op twee verschillende manieren aan de cel kleven. We ontdekten dat de ene oriëntatie het enzym in staat stelt om het collageen te verteren, terwijl de andere dat proces waarschijnlijk verstoort."

Van Doren en zijn collega's gebruikten een 800 MHz nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectrometer, de krachtigste NMR-spectrometer in de staat Missouri, om te observeren hoe het MT1-MMP-enzym zich aan tumorcellen bond. De spectrometer gebruikte radiogolven om de relevante moleculen te volgen, waardoor de onderzoekers de specifieke "bladen" kunnen identificeren die cruciaal zijn voor binding aan cellen en het verteren van collageen. De conclusies werden bevestigd door andere metingen met fluorescerend licht. Door licht te werpen op de specifieke positionering van deze bladen en de bijbehorende interacties met collageen, onderzoekers hebben de deur geopend om te interfereren met de vertering van collageen door dit enzym, een strategie die een belangrijke weg voor de verspreiding van kanker door het lichaam zou kunnen afsluiten.

"We begrijpen nu hoe belangrijk het is om enzymen zoals deze selectief aan te pakken, "Zei Van Doren. "Deze klasse van enzymen - metalloproteïnasen - was decennia geleden bestudeerd, maar de focus was te breed. Als resultaat, de studies faalden en deze enzymen werden verwaarloosd. Door ons specifiek te concentreren op het MT1-MMP-enzym konden we specifieke resultaten verzamelen die praktische toepassingen hebben voor potentiële geneesmiddelen en verder onderzoek."

Van Doren zei dat de volgende fase van het onderzoek zal zijn om verbindingen te identificeren die de positionering van het enzym kunnen beïnvloeden en de vertering van collageen kunnen blokkeren. Nu het enzym beter wordt begrepen, er zijn tal van potentiële toepassingen, niet alleen voor kankeronderzoek, maar ook voor de behandeling van artritis om gewrichtsschade te verminderen en longschade door griep te verminderen, volgens Van Doren.

De studie, "MT1-MMP bindt membranen aan tegenovergestelde uiteinden van zijn β-propeller om het te positioneren voor pericellulaire proteolyse, " werd gepubliceerd in Structuur.