Tubuli for at stoppe cellevækst

TORC1 er et enzymkompleks, der styrer den normale vækst af celler. Imidlertid, når den er for aktiv, det kan fremme sygdomme som kræft. En undersøgelse ledet af biologer fra universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, og publiceret i tidsskriftet Natur beskriver, hvordan sukker regulerer aktiviteten af ​​TORC1 gennem en overraskende mekanisme. I nærværelse af sukker, individuelle TORC1'er stimulerer de forskellige metaboliske processer, der tillader celler at vokse. I mangel af sukker, TORC1'er samles i en rørformet struktur, gør dem inaktive, og dermed, cellevækst stopper. Dannelses- og demonteringsprocesserne af disse tubuli er lette at observere i levende celler, hvilken, i det fremtidige arbejde, ville gøre det muligt at identificere forbindelser, der interfererer med denne proces. Som regulatorer af cellulær vækst, sådanne forbindelser repræsenterer en interessant anti-cancerstrategi.

Nogle af påskeøens skatte er usynlige. I 1960'erne, forskere opdagede en bakterie, der producerer en forbindelse med kraftige anti-svampe egenskaber. De kaldte det rapamycin, fra øens oprindelige navn Rapa Nui. Selvom det er evolutionært fjernt, svampe og pattedyr deler meget af den grundlæggende biokemi, der driver cellulær vækst. Ja, rapamycin viste sig derefter også at hæmme vækst af menneskelige celler, især kræftceller.

Målet for rapamycin (TOR), først opdaget i gær, så hos mennesker, er et enzym, der regulerer væksten. Professor Robbie Loewith, direktør for Institut for Molekylær Biologi ved UNIGE Det Naturvidenskabelige Fakultet, opdagede, at TOR er til stede i to forskellige proteinkomplekser, TORC1 og TORC2, at regulere forskellige vækstrelaterede processer.

TORC1 er hyperaktiv i flere sygdomme, herunder kræft, hvilket er et stort folkesundhedsproblem. "Kræftceller opregulerer massivt vækstveje, og er derfor særligt følsomme over for tilstedeværelsen af ​​sukker. Vi ønskede derfor at forstå, hvordan sukker regulerer aktiviteten af ​​TORC1, " forklarer forskeren. Det internationale forskningssamarbejde rapporterer fremkomsten af ​​en ny TORC1-struktur i celler:"Når celler bliver berøvet glukose, individuelle TORC1'er samles for at danne en rørformet struktur, der kan nå en femtedel af cellens størrelse. Dannelse af denne tubuli, som vi kalder en TOROID, tillader både opbevaring og inaktivering af TORC1, som stopper cellevækst, " forklarer Manoël Prouteau, medlem af Genève-gruppen og første forfatter til artiklen.

En molekylær konstruktion filmet live

Denne undersøgelse viste også, at genindførelsen af ​​glukose forårsager den hurtige adskillelse af TOROID'er, tillader celler at genoptage deres vækst med den efterfølgende reaktivering af frigjorte TORC1'er. "Dette arbejde er blevet udført i gær, ja, mange af opdagelserne relateret til TOR er blevet gjort i gær, før de blev bekræftet hos pattedyr. Det er derfor meget sandsynligt, at TOROID'er eksisterer og fungerer på samme måde hos mennesker, " bemærker Robbie Loewith.

Montering og adskillelse af TOROID'er, den største proteinhelix, der er opdaget til dato, kan let observeres takket være store fremskridt inden for mikroskopimetoder. Dette vil gøre det muligt at søge efter forbindelser, der kan stabilisere eller destabilisere dem inde i celler. Sådanne forbindelser ville være af stor klinisk interesse som modifikatorer af cellevækst.

Denne opdagelse kunne således bane vejen for en ny terapeutisk tilgang til behandling af sygdomme forbundet med dereguleringen af ​​TOR-aktivitet. Ja, selvom rapamycin allerede eksisterer som en naturlig hæmmer af TOR, det har betydelige bivirkninger, og der er brug for alternativer.