Opdagelse kan gøre kræftceller mere følsomme over for stråleterapi

Sygdom og behandling 26. jun 2022 4 min Associate Professor Claus Storgaard Sørensen Skrevet af Kristian Sjøgren

Forskere har identificeret et enzym, som kræftceller benytter til at forsvare sig mod stråleterapi. Hvis man kan hæmme enzymet medicinsk, kan man også øge effekten af stråleterapi og derved mere effektivt slå kræftceller ihjel, siger forsker.

Interesseret i Sygdom og behandling? Vi kan holde dig opdateret helt gratis

Omkring 50 pct. af alle patienter med kræft bliver behandlet med stråleterapi.

Alligevel er behandlingen ikke altid lige effektiv, og det skyldes, at der ved stråleterapi er et smalt terapeutisk vindue mellem det at slå kræftcellerne ihjel og ikke at gøre for stor skade på kroppens raske celler. Man kan med andre ord ikke bare smadre løs med strålekanonen, fordi det også vil gå ud over de raske celler.

Samtidig har kræftcellerne en iboende egenskab til at modstå stråleterapi, men den har forskere nu blottet.

Den nye viden muliggør, at læger i fremtiden kan eliminere kræftcellernes forsvar mod stråleterapi og derved åbne det terapeutiske vindue for behandling på vid gab.

"Der er cellulære forskelle mellem normale celler og kræftceller, og disse forskelle anvender man ikke i tilstrækkelig grad. Der er således et stort perspektiv i at inkludere medicinsk behandling i forbindelse med stråleterapi. Vores opdagelse åbner op for, at man kan gøre kræftceller ekstra sensitive over for stråleterapi, uden at man øger skaden af stråleterapi på det raske væv," fortæller en af forskerne bag det nye studie, lektor Claus Storgaard Sørensen fra BRIC ved Københavns Universitet.

Forskningen er offentliggjort i Science.

Forskel mellem kræftceller og raske celler

Indledningsvis i det nye studie lavede forskerne forskellige genetiske screeninger for at finde funktionelle forskelle mellem raske celler og kræftceller.

Forskerne ville meget simpelt finde ud af, hvad der spiller en rolle for kræftcellernes reaktion på stråleterapi, og hvordan den adskiller sig fra responset i raske celler.

I den sammenhæng har det længe været kendt, at stråleterapi mange gange fejler, fordi kræftcellerne finder ud af at omgå de stråleterapi-inducerede skader på kræftcellernes arvemasse, der ellers er tiltænkt at slå kræftcellerne ihjel.

I forskernes screening fandt de to faktorer, der har betydning for kræftcellernes respons på stråleterapi.

Den ene var kendt i forvejen og har at gøre med cellernes evne til at reparere DNA-skader. Meget simpelt sørger denne faktor for, at kræftcellerne undgår store skader på arvemassen. Denne faktor er samtidig kendt for at være svær at hæmme medicinsk.

Den anden faktor involverer enzymet CAD (Caspase-Activated DNase), og forskningen viser, at CAD spiller en ny og indtil nu ukendt rolle i kræftcellers forsvar mod stråleterapi.

"Normalt er CAD kendt for at være involveret i immunforsvaret og i at slå syge celler ihjel. Her finder vi det modsatte, nemlig at CAD rent faktisk beskytter celler mod at blive slået ihjel. Desværre drejer den beskyttende effekt sig om kræftceller," siger Claus Storgaard Sørensen

CAD er kræftcellernes bremse og forsvar mod stråleterapi

Normale celler er i besiddelse af flere forskellige mekanismer til at beskytte dem imod stråleskader ved hele tiden at sikre reparation af de skader på DNA’et, som stråleterapien er skyld i.

De fleste af disse mekanismer er i kræftceller sat ud af funktion, fordi de samtidig hæmmer kræftcellernes vækst, og kræftceller er karakteriseret ved netop uhæmmet vækst.

Netop tabet af de forskellige muligheder for effektivt at reparere DNA’et er også det, som gør kræftceller mere følsomme over for stråleterapi sammenlignet med normale celler. Kræftcellerne får meget simpelt svært ved at dele sig, når arvemassen er skudt i smadder med en strålekanon.

Her viser det nye studie, at selvom CAD ikke spiller en særlig stor rolle i normale cellers forsvar mod stråleterapi, så spiller enzymet en meget vigtig rolle i kræftcellernes forsvar.

Kræftceller kan dele sig igen

Claus Storgaard Sørensen forklarer, at CAD simpelthen laver nogle små og simple brud på DNA’et i forbindelse med stråleterapi. Disse små brud på arvemassen er et signal til kræftcellerne om, at de skal stoppe med at dele sig.

Når kræftcellerne stopper med at dele sig, får de mere tid til at reparere på de store skader, som stråleterapien har forårsaget.

På et tidspunkt, når stråleskaderne er blevet repareret, bliver aktiviteten af CAD skaleret ned, og så kan kræftcellerne dele sig igen.

"Aktivering af CAD er som at file lidt på bremsen i forhold til celledelingen. Hvis kræftcellerne forsøger at dele sig med store stråleskader, går tingene galt, og så går de til grunde. Men ved at træde lidt på bremsen kan kræftcellerne nå at reparere stråleskaderne, inden de fortsætter celledelingen. Det er årsagen til, at stråleterapien nogle gange fejler," siger Claus Storgaard Sørensen.

Mangel på CAD booster effekten af stråleterapi

I studiet har forskerne også undersøgt, hvad der sker, når man fjerner CAD fra kræftceller og raske celler.

Denne del af forskningen viste meget interessant, at kræftceller uden CAD var meget mere følsomme over for stråleterapi

Sådan så det ikke ud med raske celler, der ikke i samme grad blev påvirket, når CAD blev sat ud af funktion.

"Kun i kræftceller spiller CAD en rolle i forhold til at regulere celledelingen efter stråleterapi. Det repræsenterer en forskel mellem de to celletyper, der kan være interessant at udnytte terapeutisk," forklarer Claus Storgaard Sørensen

Potentiale for udvikling af nye behandlinger

Forskerne er på baggrund af deres opdagelse nu i gang med at udvikle stoffer, der kan hæmme for CAD.

Her er det sigtet, at sådanne stoffer kan gives til patienter med kræft i forbindelse med stråleterapi, så man derved fjerner kræftcellernes forsvar mod behandlingen.

Forskerne fra Københavns Universitet er allerede så langt, at de har udviklet stoffer, der virker efter hensigten. Målet er nu at finde samarbejdspartnere, som kan hjælpe med den videre udvikling.

"Vi tror, at denne form for tillægsbehandling vil være relevant ved stråleterapi for mange former for kræft. Det kan dreje sig om tarmkræft, brystkræft og kræft i hjernen. Resistens over for stråleterapi er funderet i tilstedeværelsen af CAD-bremsemekanismen, og den beskyttelse ønsker vi at fjerne fra kræftcellerne," forklarer Claus Storgaard Sørensen.

"Cancer cells use self-inflicted DNA breaks to evade growth limits imposed by genotoxic stress" er udgivet i Science. Claus Storgaard Sørensen modtog i 2019 støtte fra Novo Nordisk Fonden til projektet "Novel compound-based sensitization approach to radiation therapy".

Our genome is the foundation for life that must be guarded to avoid dysfunction and disease. We aim to understand how mammalian cells ensure genome st...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020