Een nieuw type therapie, geïnspireerd door de bacteriën in tumoren, biedt een compleet andere benadering van de strijd tegen kanker – niet om de kankercellen zelf frontaal te bestrijden, maar om precies het energieproductiesysteem aan te vallen waarvan ze afhankelijk zijn om te overleven. Een onderzoeksteam van de Universiteit van Illinois in Chicago heeft strategieën geleend van bacteriën in de micro-omgeving van de tumor om een ​​experimenteel geneesmiddel tegen kanker te ontwerpen dat de tumorgroei remt door de mitochondriale functie van kankercellen te vernietigen.

In prostaatkankermodellen is deze therapie bijzonder effectief bij gebruik in combinatie met conventionele radiotherapie, waardoor de tumorgroei aanzienlijk wordt afgeremd. Centraal in het onderzoek staat een in het laboratorium gesynthetiseerd peptide, aurB genaamd, afgeleid van een bacterieel eiwit dat, wanneer het kankercellen binnendringt, de mitochondria aanvalt, de 'krachtcentrales' van de cel die verantwoordelijk zijn voor de productie van energie. Wanneer de energietoevoer wordt afgesloten, is het moeilijk voor tumorcellen om te blijven overleven en zich uit te breiden. De relevante resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift "Signal Transduction and Targeted Therapy".

Onderzoeksleider Tohru Yamada, universitair hoofddocent bij de afdeling Chirurgie en Biomedische Technologie aan de Universiteit van Illinois in Chicago en lid van het University of Illinois Cancer Center, zei dat mitochondriën cruciaal zijn voor de overleving van cellen, en dat veel kankercellen hun aantal en activiteit aanzienlijk veranderen om snelle en invasieve groei te bereiken, dus mitochondriën zelf zijn een aantrekkelijk therapeutisch doelwit. De wetenschappelijke gemeenschap weet al lang dat bacteriën in tumorweefsel voorkomen als onderdeel van de micro-omgeving van de tumor. De afgelopen jaren zijn onderzoekers begonnen met het systematisch onderzoeken van de moleculaire middelen tegen kanker die deze micro-organismen kunnen bevatten.

Eerder had Yamada's team ontdekt dat een type bacterieel eiwit genaamd ceruloplasmine (cupredoxin) het vermogen heeft om de tumorgroei te remmen. Dit type eiwit bevat koper en kan elektronen tussen eiwitten overbrengen. Het team ontwikkelde peptidegeneesmiddelen op basis van dit eiwit en voerde uitgebreide tests uit in klinische onderzoeken bij volwassenen, hersenkanker bij kinderen en andere onderzoeken. Dit vroege kandidaat-medicijn is echter afhankelijk van de functie van het tumorsuppressorgen p53, dat vaak verschillende mutaties heeft bij verschillende vormen van kanker, en de functionele status ervan varieert sterk, waardoor het medicijn bij sommige patiënten effectief is en bij andere een beperkt effect heeft. Om van deze beperking af te komen, begon het onderzoeksteam te zoeken naar nieuwe antikankerfactoren die "onafhankelijk zijn van de p53-functie".

Daartoe wendden de onderzoekers zich tot bacteriële eiwitten die rechtstreeks op de mitochondriën inwerken, en vonden uiteindelijk een ander ceruloplasmine dat via de mitochondriale route inwerkt. In de laatste studie analyseerde het team tumormonsters van borstkankerpatiënten, bracht de bacteriële gemeenschappen daarin in kaart en ontdekte dat één bacterie opviel omdat deze een type ceruloplasmine droeg, auracyanine genaamd, dat functioneel vergelijkbaar was met eerder bestudeerde eiwitten. Op basis van dit eiwit hebben wetenschappers een nieuw peptidegeneesmiddel aurB ontworpen.

In laboratoriumcelexperimenten kon aurB de mitochondriën van tumorcellen binnendringen en binden aan een sleutelenzym, ATP-synthase, waardoor de productie van ATP, de belangrijkste energievaluta van de cel, werd verstoord. Het team testte aurB in cellijnen zonder actief p53 en in muismodellen van prostaatkanker die de respons op hormoontherapie hadden verloren. De resultaten toonden aan dat wanneer aurB werd gecombineerd met standaard prostaatkankertherapie - bestralingstherapie - het de tumorgroei significant remde zonder duidelijke tekenen van toxiciteit. Yamada wees erop dat dit combinatieregime de antitumoractiviteit van het peptide aanzienlijk verhoogde, en dat er ook een significante vermindering van het tumorvolume werd waargenomen in het klassieke tibiale botmetastasemodel. De preklinische gegevens zijn bemoedigend.

Momenteel heeft het onderzoeksteam een ​​patent aangevraagd voor aurB met steun van de Universiteit van Illinois bij het Office of Technology Management in Chicago en evalueert het mogelijkheden om deze therapie naar klinische proeven bij mensen te brengen. Yamada blijft ook dieper graven in bacteriële hulpbronnen om te zoeken naar meer kandidaat-moleculen die kunnen worden omgezet in geneesmiddelen tegen kanker. Hij gelooft dat auracyanine slechts het topje van de ijsberg is van een potentiële ‘drugsschatkamer’. "Er zijn veel andere bacteriële eiwitten die het potentieel hebben om een ​​bron van geneesmiddelen tegen kanker te zijn," zei hij. “We hebben ze nog niet allemaal geprobeerd.”