Alsidig sensor mod tumorinitierende celler

De fleste kræftdødsfald skyldes tilbagevendende eller metastatiske tumorer. Konventionelle terapier er målrettet mod hurtigt delende tumorceller, men er ude af stand til at udrydde de stærkt kemoresistente tumorinitierende celler (TIC'er), i sidste ende ansvarlig for tilbagefald og spredning af tumorer i andre dele af kroppen. Et team af forskere ved Center for selvsamling og kompleksitet, inden for Institute for Basic Science (IBS) udviklede den første fluorescerende sensor til at visualisere TIC'er. Funktionel i lungen, centralnervesystemet, melanom, bryst, nyre, æggestokkene, kolon, og cellekulturer i prostatakræft, dette kan blive et nyttigt værktøj til biopsifri vurdering efter behandling og udvikling af anti-TIC-lægemidler. Undersøgelsen blev udført i POSTECH (Pohang, Sydkorea), i samarbejde med Agency for Science Technology and Research (A*STAR, Singapore), og udgives i Angewandte Chemie International Edition .

I nogle tilfælde, et mindretal af celler kaldet TIC'er, eller kræftstamceller, er ansvarlige for at genopbygge tumoren efter behandlingen. Deres stamcellelignende egenskaber gør dem i stand til at opretholde en pulje af kræftstamceller i tumoren, samt at producere nye modne tumorceller. Selvom nogle TIC-målrettede antistoffer er tilgængelige, der er ikke et enkelt universelt antistof, der dækker alle slags TIC'er fra forskellige væv.

Ved at screene tusinder af fluorescerende kemikalier, teamet udviklede TiY, en sensor, der selektivt farvede TIC'erne for ikke-småcellet lungekræft, som tegner sig for omkring 85 procent af alle lungekræftformer. De fandt ud af, at TiY er i stand til at skelne TIC'er fra ikke-TIC'er i forskellige humane lungekræftcellelinjer og patientafledte lungetumorer.

Ud over lungekræft, TiY er i stand til at målrette TIC'er i 28 typer humane cellelinjer, der stammer fra centralnervesystemet, melanom, bryst, nyre, æggestokkene, kolon, og prostatakræft. "TiY har funktionerne i en universel sonde, anvendelig til forskellige former for kræft uanset vævs oprindelse "forklarer CHANG Young-Tae.

Forskerne har opdaget, at TiY binder sig til et intracellulært protein kaldet vimentin. En del af cytoskeletet, vimentin giver cellen fleksibilitet og struktur, men det er også en markør for epitel-mesenkymal overgang (EMT), som betragtes som en afgørende begivenhed for metastase i epitel tumorer. EMT -processen giver celler mulighed for at løsrive sig fra deres naboer og adoptere en vandrende og invasiv adfærd. Selvom dette er en normal proces i embryogenese for at bygge nye væv, når det forekommer i kræftceller, genererer det metastase. Selvom vimentin er en kendt TIC-biomarkør, og anti-vimentin-antistoffer er tilgængelige, disse kan ikke komme ind i levende celler, og kunne derfor ikke bruges til live TIC -detektion. Tværtimod, TiY er et stoflignende lille molekyle med den unikke egenskab at detektere TIC'er in vivo uden biopsi og isolere levedygtige TIC'er til yderligere undersøgelser.

I laboratoriet, TIC'er er i stand til at vokse som kuglelignende strukturer, de såkaldte tumorsfærer, let genkendelig under mikroskopet. Forskerne har opdaget, at denne kugledannende evne er direkte påvirket af vimentin, da højere koncentrationer af TiY resulterede i hæmning af kugledannelse. I øvrigt, holdet sammenlignede TiY med en kendt vimentin-hæmmer, withaferin A (WFA) og observerede, at TiY har en stærkere selektivitet over for TIC'er end WFA, sammenlignet med toksicitet for normale celler og ikke-TIC-celler.

Yderligere forsøg viste også, at TiY kan undertrykke tumorvæksten i musens xenograft -model. I øjeblikket, undersøgelser for omfattende anvendelse af TiY på et bredere spektrum af kræfteksempler er i gang, sammen med screeninger af anti-TIC-lægeplatforme.