Wetenschappers van Yale hebben de moleculaire sleutel tot de uitzaaiing van kanker blootgelegd

Dick Schrauwen [1]

Yale-onderzoekers hebben ontdekt hoe metastase - de verspreiding van kankercellen door het lichaam - op moleculair niveau wordt veroorzaakt. Ook hebben ze een tool ontwikkeld die de belofte in zich draagt om de (moleculaire) aanjagers (van metastase) op te sporen bij bepaalde kankerpatiënten. De ontdekking zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om kanker te behandelen.

De studie stond onder leiding van Andre Levchenko, hoogleraar in Biomedical Engineering en directeur van het Yale Systems Biology Institute op de West Campus van Yale. De studie werd op 26 juni gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications [2]. Levchenko is lid van het Yale Cancer Center.

Eénrichtingsmetastase vindt plaats via epitheliale-mesenchymale overgang (EMT) [3], een proces dat naburige cellen los van elkaar breekt en in beweging brengt. Er wordt lang aangenomen dat chemische signalen of genetische veranderingen in de cellen EMT veroorzaken. Maar het onderzoeksteam van Levchenko ontdekte dat ETM kon worden veroorzaakt door een eenvoudige verandering in de textuur van de extracellulaire matrix (ECM) die fungeert als een raamwerk voor cellen. Ze ontdekten dat een uitlijning van de vezels van die matrix (een algemeen voorkomend biologisch verschijnsel) het EMT-proces -- zonder andere stimuli -- kan activeren.

Levchenko: "Het werd duidelijk dat bij sommige vormen van kanker, voordat de cellen zich van de tumor verwijderen en zich verspreiden, er eerst een verandering in hun omgeving optreedt", zegt Levchenko. "Wanneer de vezels in de matrix worden uitgelijnd, ontstaan er tunnels (tracks) waarin de cellen kunnen bewegen. We hebben ook ontdekt dat die uitlijning wordt aangestuurd door complexe moleculaire netwerken."

Met een zelf ontwikkelde aanpak werd de cel-omgeving nagebootst. De onderzoekers verkenden het EMT-proces op moleculair niveau en ze ontdekten twee afzonderlijke feedbackmechanismen - dat wil zeggen, twee of meer moleculen die elkaar remmen of activeren. Eén molecuul verbond het eiwit dat bekend staat als YAP aan de genregelaar WT1 [5]. Dit veroorzaakt dat cellen van elkaar losbreken. Het andere molecuul verbindt YAP met het proteïne `TRIO`. Daardoor komen de cellen in beweging en wordt hun bewegingssnelheid verhoogd.

De onderzoekers combineerden experimentele analyses en klinische gegevens en stelde vast dat dit mechanisme actief is in nierkanker. "De uitkomsten van deze studie kunnen mogelijk worden ingezet om nieuwe prognostische tests te ontwikkelen en de weg vrij te maken voor meer gepersonaliseerde klinische interventies.", zegt Levchenko.

De ontdekking zou ook kunnen leiden tot nieuwe behandelingen van kanker: het aanpakken van de ontdekte moleculen met medicijnen en/of andere middelen zodat de cellen ontmoedigd worden om het EMT-proces te ondergaan". Dat zou een grote stap voorwaarts (a big deal) zijn omdat de meeste fatale gevolgen van kanker te wijten zijn aan metastasen die worden aangejaagd door het EMT-proces."

Deze studie keek specifiek naar nierkanker. Maar Levchenko zegt dat het team over bewijs beschikt dat dezelfde mechanismen de invasieve verspreiding van cellen bij andere kankers - zoals glioblastoma - aansturen.

Verwijzingen

[1] Bewerking van onderstaand persbericht
- https://news.yale.edu/2019/06/26/yale-scientists-discover-molecular-key-how-cancer-spreads

[2] Publicatie
JinSeok Park en anderen, 'Switch-like enhancement of epithelial-mesenchymal transition by YAP through feedback regulation of WT1 and Rho-family GTPases'. Nature Communicationsvolume 10, 2797, 2019
- https://www.nature.com/articles/s41467-019-10729-5

[3] Epitheliale-mesenchymale overgang (EMT)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Epithelial%E2%80%93mesenchymal_transition

[4] Extracellulaire matrix
- https://nl.wikipedia.org/wiki/Extracellulaire_matrix
- https://en.wikipedia.org/wiki/Extracellular_matrix

[5 ]YAP, WT1
- https://en.wikipedia.org/wiki/YAP1
- https://ghr.nlm.nih.gov/gene/WT1

[6] Glioblastoma
- https://en.wikipedia.org/wiki/Glioblastoma

Juli 2019