Een cel sterft aan ferroptosis wanneer vrije radicalen uit de hand lopen en het beschermende celmembraan vernietigen in een kettingreactie. Gezonde cellen worden af ​​en toe aangetast als ze onder oxidatieve stress komen te staan. Maar vooral kankercellen zijn vatbaar voor ferroptosis vanwege hun zeer actieve metabolisme, maar veel van de kwaadaardige cellen ontsnappen aan dit lot.

Wereldwijd zoeken onderzoekers naar de factoren die een cel vatbaar of resistent maken tegen ferroptosis om dit type celdood mogelijk therapeutisch te beïnvloeden. Onderzoekers onder leiding van Tobias Dick van het Duitse kankeronderzoekscentrum hebben nu een nieuw, onverwacht mechanisme ontdekt waarmee cellen zichzelf beschermen tegen ferroptose.

Pas sinds kort is bekend dat menselijke cellen zogenaamde persulfiden kunnen produceren uit het zwavelhoudende aminozuur cysteïne. Deze kleine moleculen worden gekenmerkt door een groep van twee zwavelatomen en één waterstofatoom. Er is echter meer begrip nodig over het belang van persulfiden in de cel.

Uladzimir Barayeu van DKFZ, eerste auteur van de huidige publicatie, merkte op dat cellen hun productie van persulfiden stimuleren zodra ze worden gestrest door radicalen en het risico lopen op ferroptotische celdood.

Dit was de eerste aanwijzing dat cellen zichzelf proberen te beschermen met persulfiden. Het onderzoeksteam toonde aan dat persulfiden membraanbeschadiging en ferroptose efficiënt onderdrukken en onthulde ook het werkingsmechanisme van deze moleculen:Persulfiden bleken zeer efficiënte radicalenvangers te zijn. Ze onderbreken de destructieve kettingreactie die de integriteit van het celmembraan bedreigt.

De werking van persulfiden is gebaseerd op een ongebruikelijk chemisch mechanisme. Wanneer een persulfide een vrije radicaal tegenkomt, neemt het zijn radicaal karakter aan en wordt zo zelf een radicaal. Maar de nieuwe radicaal gedraagt ​​zich op een ongebruikelijke manier. In tegenstelling tot andere radicalen is het extreem inert en kan het geen schade aanrichten.

Het reageert uitsluitend met zichzelf en produceert in een volgende reactie weer persulfiden. Dit betekent dat persulfiden zichzelf nauwelijks verbruiken bij de eliminatie van vrije radicalen. Daarom kan zelfs een zeer lage concentratie persulfiden effectief een veel hogere concentratie radicalen elimineren, zoals de onderzoekers tot hun verbazing ontdekten.

De wetenschappers van Heidelberg toonden ook aan dat de gevoeligheid van een cel voor ferroptosis afhangt van bepaalde enzymen van het zwavelmetabolisme die persulfiden genereren. "Onze nieuwe resultaten kunnen volledig nieuwe aanknopingspunten bieden voor het aanvallen van de interne weerstand van kankercellen, bijvoorbeeld door farmacologische remmers van de enzymen die verantwoordelijk zijn voor de productie van persulfide", zegt Tobias Dick, senior auteur van de huidige publicatie.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Chemical Biology . + Verder verkennen

Zwavelademhaling bij zoogdieren