Länk mellan cellernas ämnesomsättning och metastaser funnen
Belgiska forskare har upptäckt att metabolismen i makrofager, en viss typ av vita blodkroppar, kan vara en avgörande faktor för att förhindra spridningen av cancer. Forskarteamet, under ledning av professor Massimiliano Mazzone vid forskningsinstitutet VIB, menar att en möjlig metod för att förhindra spridningen är att göra dessa makrofager mer benägna att “stjäla” socker från cellerna som bildar tumörens blodkärl. Detta leder till att blodkärlen struktureras hårdare och förhindrar cancerceller från att sprida sig till andra organ. Talande nog betyder ordet makrofag storätare. Slutsatserna har nu publicerats i den vetenskapliga tidskriften Cell Metabolism.
Makrofager är olika typer av vita blodkroppar som angriper främmande mikroorganismer och avlägsnar skadliga ämnen eller patogener i kroppen, och som sådana utgör de en viktig del av vårt immunsystem. Utöver denna städfunktion av patogener, kan makrofager också spela en negativ roll i cancerbiologi då tumörer innehåller en hel del specifika makrofager, vilka spelar en avgörande roll i bildandet av blodkärl. Cancercellerna är benägna att spridas genom kärlen, in i blodomloppet och slutligen invadera andra organ. Vissa makrofager underlättar för tumörceller att sprida sig och när de finns i tumörer har de ofta en funktion som hindrar andra celler från immunförsvaret från att känna igen och döda cancercellerna.
En essentiell del av immunförsvaret
Makrofager fungerar så att de äter upp främmande celler som t.ex. bakterier, en process som kallas för fagocytos. Den främmande mikroorganismen omsluts av makrofagen, varigenom den utsätts för en rad nedbrytande processer, reaktiva syreföreningar och proteinnedbrytande enzymer. Även om makrofager räknas till det ospecifika immunförsvaret är de en viktig kontaktlänk till det adaptiva immunförsvaret som består av B- och T-celler. Makrofagerna utsöndrar faktorer som aktiverar dessa celler och har även förmåga att direkt aktivera dem genom interaktion via receptorer. Alla dessa egenskaper och uppgifter gör makrofagerna till en av de viktigaste typerna av celler i immunförsvaret.
Hittills har det varit okänt huruvida man skulle kunna ändra egenskaperna hos makrofager genom att adressera dess metabolism. Tills nu, vill säga. Forskarna vid VIB har lyckats blockera en specifik gen som kallas REDD1 i makrofager, vilket stimulerade cellernas glykolys – med andra ord den process genom vilken de omvandlar socker till energi.
Prof. Massimiliano Mazzone säger i en kommentar att överbelastningen av glukos leder till en okontrollerad hyperaktivering av de celler som bildar blodkärlen, ett typiskt kännetecken hos cancer. Men genom att ändra makrofagerna ämnesomsättning har man lyckats etablera en “glukoskonkurrens” mellan makrofager och tumörblodkärl. Konsekvensen blir att makrofagerna konsumerar glukosen, istället för att blodkärlscellerna gör det. I detta läge är blodkärlscellerna inte längre överstimulerade och börjar då skapa kärl med mindre hård struktur, vilket skapar en starkare barriär runt tumören och förhindrar att cancercellerna sprids via till blodomloppet och invaderar andra organ.
Resultaten kan få betydelse för framtida cancerbehandlingar
Forskarteamet vid VIB har nu inlett ett samarbete med ett annat belgiskt team som är specialiserade på bildandet av blodkärl, samt Bart Ghesquière, en ledande ämnesomsättningexpert. Tillsammans studerar de nu effektiviteten av mTOR-hämmare, det vill säga en typ av befintliga cancerläkemedel som syftar till att minska tumörtillväxt.
Dessa mTOR-hämmare är endast delvis effektiva hos patienterna. Hos möss fann de att dessa läkemedel ibland kan öka spridningen av cancer eftersom de hindrar glykolysen i makrofager. Därför undersöker forskarna nu om de kan använda sina resultat för att förutsäga människors motståndskraft mot mTOR-hämmare.
Svensk forskning på makrofager och cancer ligger också i framkant
Tidigare i år lyckades forskare vid Karolinska Institutet med hjälp av antikroppar programmera om makrofager till att döda tumörer. Det man gjorde var att programmera om makrofagerna med hjälp av en antikropp riktad mot ett protein på deras cellyta. Resultatet visade att denna behandling motverkade tillväxt och spridning av tumörer hos möss. Dessutom förstärktes effekten av en T-cellsmodifierande immunterapi som används kliniskt. Forskarna på KI hoppas att deras metod med makrofager ska kunna användas till att utveckla nya behandlingar och bättre diagnostik mot olika cancerformer.
– Vi har nu funnit ett nytt sätt att använda antikroppar för immunterapi genom att aktivera immunceller, så kallade makrofager, i tumören. Resultatet är att tumören blir lättare att känna igen av immunsystemet och vi har sett effekt av behandlingen i djurstudier av tre olika cancersjukdomar, sa Mikael Karlsson, vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi, i ett pressmeddelande i samband med att rönen publicerades i Cell Reports i maj 2016.
Immunterapin har hittills främst fokuserat på olika metoder för att få T-celler att döda tumörceller. Dessa behandlingar kan vara mycket effektiva men de fungerar inte för alla patienter eftersom cancer har förmågan att hämma immunförsvaret, som inte heller reagerar lika starkt på tumörceller som på infektioner.
Läs mer om forskningen i Belgien här
