Een baanbrekende therapie ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Illinois Chicago (UIC) draait de rollen van kanker om door bacteriën die in tumoren worden aangetroffen te bewapenen. In plaats van kankercellen rechtstreeks aan te vallen, richt deze nieuwe aanpak zich op hun energieproductiesystemen, waardoor tumoren effectief de kracht verliezen die ze nodig hebben om te groeien.
De behandeling, afgeleid van een bacterieel eiwit, heeft dramatische resultaten opgeleverd in prostaatkankermodellen, vooral in combinatie met standaard bestralingstherapie. Deze ontwikkeling markeert een significante verschuiving in de oncologie, waarbij we afstappen van breedspectrumaanvallen naar precieze metabole interferentie.
Van bacteriële verdediging tot kankerbehandeling
Het concept komt voort uit de ontdekking dat tumoren niet alleen maar verzamelingen menselijke cellen zijn; ze herbergen een complexe micro-omgeving gevuld met bacteriën. Jarenlang werden deze microben louter gezien als omstanders of als bijdragers aan ontstekingen. Onlangs zijn wetenschappers ze echter gaan onderzoeken als potentiële bronnen van antikankerverbindingen.
Tohru Yamada, universitair hoofddocent chirurgie en biomedische technologie bij UIC en senior auteur van de studie, leidde de poging om dit potentieel te benutten. Zijn team identificeerde eerder een bacterieel eiwit genaamd cupredoxin dat de tumorgroei kon onderdrukken. Cupredoxins zijn koperhoudende eiwitten die de elektronenoverdracht vergemakkelijken, een proces dat van vitaal belang is voor de overleving van bacteriën, maar mogelijk ontwrichtend is voor kankercellen.
De eerdere versie van deze therapie was gebaseerd op het p53-gen, een cruciale tumoronderdrukker. Hoewel effectief in sommige contexten, wordt p53 vaak gemuteerd bij verschillende vormen van kanker, waardoor de eerdere behandeling inconsistent wordt. Deze beperking benadrukte de behoefte aan een mechanisme dat niet afhankelijk was van de integriteit van de p53-route.
Gericht op de mitochondriën: de energiefabriek
Om de p53-afhankelijkheid te overwinnen, zocht het team van Yamada naar een bacterieel eiwit dat zich richtte op een andere kwetsbaarheid: de mitochondriën.
Mitochondria worden vaak omschreven als de ‘krachtcentrales’ van de cel, die verantwoordelijk zijn voor de productie van ATP, de primaire energievaluta. Kankercellen, die zich snel en agressief delen, hebben een verhoogde energiebehoefte en vertonen vaak veranderde mitochondriale activiteit. Dit maakt hen tot een ideaal, zij het uitdagend doelwit.
De onderzoekers analyseerden tumormonsters van borstkankerpatiënten met behulp van DNA-sequencing om aanwezige bacteriën te identificeren. Ze hebben een specifieke bacterie ontdekt die een cupredoxine-eiwit bevat, genaamd aurcyanine. Op basis van dit natuurlijke model ontwikkelde het team een in het laboratorium gemaakt peptide genaamd aurB.
Hoe aurB werkt
- Infiltratie: Na toediening dringt aurB de kankercellen binnen.
- Verstoring: Het reist naar de mitochondriën en bindt zich aan ATP-synthase, een sleutelenzym dat nodig is voor de productie van ATP.
- Uithongering: Door ATP-synthase te remmen, onderbreekt aurB de energietoevoer van de cel. Zonder voldoende energie hebben tumorcellen moeite om te overleven en zich te vermenigvuldigen.
Veelbelovende resultaten in preklinische modellen
De werkzaamheid van aurB werd getest in cellijnen zonder functioneel p53 en in muismodellen van prostaatkanker die resistent waren geworden tegen hormoontherapie. De resultaten waren overtuigend:
- Aanzienlijke tumorreductie: Bij gebruik op zichzelf vertraagde aurB de tumorgroei. Echter, wanneer gecombineerd met bestralingstherapie – een standaardbehandeling voor prostaatkanker – werd het effect versterkt.
- Veiligheidsprofiel: De combinatietherapie verminderde de tumorgrootte aanzienlijk zonder duidelijke tekenen van toxiciteit voor gezond weefsel te vertonen.
- Remming van metastase: In modellen van tibiale botmetastasen vertoonde de behandeling een significante remming van de tumorverspreiding.
“De combinatie verhoogde de activiteit van het peptide aanzienlijk en de tumor werd veel kleiner”, aldus Yamada. “Deze aanpak is veelbelovend.”
Het pad voorwaarts
De bevindingen, gepubliceerd in Signal Transduction and Targeted Therapy, suggereren een nieuw paradigma voor de behandeling van kanker: metabolische targeting via bacteriële inspiratie. Door de behoefte aan functioneel p53 te omzeilen, biedt aurB een potentiële oplossing voor kankers waarbij traditionele genafhankelijke therapieën falen.
De onderzoekers hebben een patent voor aurB verkregen via UIC’s Office of Technology Management. De volgende cruciale stap is het bevorderen van de therapie in klinische studies bij mensen. Yamada blijft optimistisch over de bredere implicaties en merkt op dat auracyanine waarschijnlijk slechts een van de vele bacteriële eiwitten is die wachten om te worden aangepast tot levensreddende medicijnen.
Terwijl de medische gemeenschap de micro-omgeving van de tumor blijft ontcijferen, vervaagt de grens tussen ziekteverwekker en genezer. Dit onderzoek onderstreept een cruciale trend: kijken naar de kleinste bewoners van de natuur voor oplossingen voor de meest complexe ziekten van de mensheid.
