Nowe badania wykazały, że produkcja hemu, cząsteczki krwi, wspiera progresję ostrej białaczki szpikowej, która jest jedną z najbardziej agresywnych form raka krwi. Naukowcy twierdzą, że tłumienie hemu może być skutecznym sposobem leczenia tego typu nowotworów. Warto zauważyć, że badania te wprowadzają nową jakość w zrozumieniu mechanizmów leżących u podstaw AML.
W 2014 roku białaczka dotknęła około 387 728 osób w Stanach Zjednoczonych, zgodnie z danymi z programu nadzoru, epidemiologii i końcowych wyników Narodowego Instytutu Raka (NCI). Ostra białaczka szpikowa (AML) to szczególnie groźna postać nowotworu, atakująca krew i szpik kostny. Jak wynika z danych NCI, w 2017 roku zdiagnozowano około 21 380 przypadków AML, co spowodowało około 10 590 zgonów wśród dorosłych.
Szpital Badawczy St. Jude’s Children’s Hospital w Memphis, TN, informuje, że każdego roku diagnozuje się AML u około 500 dzieci. Choć liczba ta może się wydawać niewielka, AML jest najczęściej występującym rodzajem drugiego nowotworu, który rozwija się u dzieci.
Nowe badania prowadzone przez dr. Johna Schuetza ze Szpitala Badawczego St. Jude’s Children przyniosły przełomowe odkrycia w identyfikacji mechanizmów, które pozwalają AML na przetrwanie w organizmie.
Produkcja Hemu a Progresja AML
Naukowcy odkryli, że hem, struktura chemiczna znaleziona w hemoglobinie, jest kluczem do zrozumienia, dlaczego AML przetrwa w organizmie, a także może dostarczyć nowej ścieżki leczenia tej białaczki. Wyniki tych badań zostały niedawno opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym.
Oprócz roli hemoglobiny w transporcie tlenu, hem odgrywa istotną rolę w transferze elektronów, co wspomaga oddychanie komórkowe, umożliwiając przekształcenie tlenu w dwutlenek węgla oraz uwolnienie energii. Naukowcy zauważyli, że produkcja hemu wspiera progresję AML, a poprzez hamowanie jej syntezy można skutecznie neutralizować komórki nowotworowe.
Dr Schuetz podkreśla znaczenie tego odkrycia, zaznaczając, że dotychczas nie zidentyfikowano bezpośredniego związku pomiędzy produkcją hemu a białaczką. Mówi: «Absolutnie nic nie wiadomo o roli biosyntezy hemu przed naszą pracą».
Pierwszym krokiem w identyfikacji kluczowej roli hemu w białaczce było dokładne przeszukanie bazy danych Świętej Judy, co umożliwiło zidentyfikowanie dodatkowych genów aktywowanych przez szczególnie agresywną formę AML.
Ta zjadliwa AML jest «zasilana» przez onkogen MYCN, który odgrywa kluczową rolę w procesie podziału komórkowego oraz samozniszczenia komórek. W wyniku przeszukiwania bazy danych naukowcy odkryli, że inny gen, zwany UROD, który pobudza produkcję hemu, jest nadaktywny u pacjentów z białaczką.
Zgodnie z badaniami dr Schuetza, białaczki kierowane przez gen MYCN, które wykazały szczególnie zaostrzoną aktywność UROD, były szczególnie agresywne i prawdopodobnie prowadziły do śmierci pacjentów.
Testy laboratoryjne wykazały, że komórki o anomalnej aktywności MYCN pochłaniają większe ilości tlenu, co powoduje, że polegają na produkcji hemu dla swojego samoodnawiania. W związku z tym badacze odkryli, że zapobieganie produkcji hemu skutkuje także zahamowaniem tego samoodnawiania, co efektywnie prowadzi do spowolnienia progresji białaczki.
Potencjalne Ścieżki Leczenia
Można również zapobiec samoodnowieniu poprzez hamowanie białka, które usuwa składnik hemu z komórek. To działanie prowadzi do nagromadzenia cząsteczek toksycznych dla komórek rakowych, co skutkuje ich zniszczeniem. Istotne jest też to, że blokowanie tego białka w zdrowych komórkach nie miało negatywnego wpływu.
W badaniu przedklinicznym naukowcy przyjrzeli się wpływowi usunięcia genu MYCN. W tym podejściu zaobserwowano spowolnienie postępu białaczki oraz wzrost prawdopodobieństwa przeżycia pacjentów.
Stwierdzono również, że białaczkę można wyleczyć w modelach przedklinicznych poprzez hamowanie białka i zakłócanie produkcji hemu. Dr Schuetz wyjaśnia, że ich badanie sugeruje dwa nowe podejścia do leczenia AML.
«Jednym z nich byłby cel UROD, który ograniczyłby biosyntezę hemu. […] Inną strategią byłoby zahamowanie białka zaworowego za pomocą leków, a równocześnie podanie substancji chemicznej, która jest prekursorem hemu, co prowadziłoby do nagromadzenia toksycznych cząsteczek, będących częścią ścieżki syntezy hemu.»
Dr John Schuetz
Według naukowców, odkrycia te mają jeszcze szersze implikacje. Sugerują, że podobne strategie leczenia można zastosować do innych typów nowotworów uzależnionych od nadprodukcji hemu, takich jak rdzeniak zarodkowy.
W przyszłości dr Schuetz i jego zespół dążą do jeszcze dokładniejszego zrozumienia roli hemu w AML. Będą badać, czy inne komórkowe funkcje hemu mogą być istotne w rozwoju białaczki. Naukowcy chcieliby także przetestować terapie tłumiące aktywność UROD, aby sprawdzić, czy mogą zahamować AML.
Aktualne badania i przyszłość terapii
Ostatnie badania pokazują, że zrozumienie mechanizmów molekularnych związanych z produkcją hemu w AML otwiera nowe horyzonty w terapii tej choroby. Badania nad inhibitorami biosyntezy hemu oraz ich potencjalnym zastosowaniem w klinice są w toku. Naukowcy mają nadzieję, że nowe terapie będą bardziej ukierunkowane i skuteczne, co przyczyni się do zwiększenia szans pacjentów na wyleczenie.
Przyszłość terapii AML może również obejmować kombinacje leków, które jednocześnie będą działać na różne szlaki metaboliczne w komórkach nowotworowych. Takie podejście mogłoby znacząco zwiększyć efektywność leczenia i ograniczyć ryzyko nawrotów choroby.
