Der Stoffwechselzustand von Hirntumor-Stammzellen und differenzierten Krebszellen unterscheidet sich stark - Studien zeigen

Gefördert durch das National Cancer Institute, Forscher der UCLA Abteilung für Radioonkologie an der UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center haben entdeckt, dass der metabolische Zustand der Gliom-Stammzellen, die tödliche Glioblastome anstiften, unterscheidet sich erheblich von der metabolischen Zustand der Gehirnzellen, die die Gliom-Stammzellen geschaffen, ein Faktor, der diese Stammzellen hilft, eine Behandlung zu vermeiden und später ein Wiederauftreten zu verursachen.
Die Untersuchung wird diese Woche in der frühen Online-Ausgabe der Peer-Review-Zeitschrift veröffentlicht Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Sie entdeckten auch zum ersten Mal, dass diese Gliomstammzellen ihren Stoffwechselzustand von der Glykolyse, die Glukose verwendet, bis zur oxidativen Phosphorylierung, die Sauerstoff verwendet, nach Belieben verändern können.
Dr. Frank Pajonk, außerordentlicher Professor für Radioonkologie und leitender Autor der Untersuchung erklärte:

"Die Fähigkeit der Gliom-Stammzellen, ihren metabolischen Zustand nach Belieben zu ändern, ermöglicht es auch diesen Stammzellen, die neues Krebswachstum säen, sich der Behandlung zu entziehen und am Leben zu bleiben.
Wir fanden, dass diese Krebsstammzellen in ihren metabolischen Zuständen wesentlich anders sind als die differenzierten Krebszellen, die sie erschaffen, und da sie sich anders verhalten, können sie nicht auf die gleiche Weise getötet werden. Bis jetzt haben wir nichts, um gezielt auf diese Gliom-Stammzellen abzielen zu können. "

Krebszellen absorbieren beträchtliche Mengen an Glukose, was ihr Wachstum und ihre Ausbreitungsrate erhöht, so dass sie sich unter Positronen-Emissions-Tomographie (PET), die die metabolische Aktivität aufzeichnet, von normalen Zellen unterscheiden lassen. Pajonk und sein Team fanden heraus, dass weniger Glukose in Gliom-Stammzellen absorbiert wird, wodurch sie mit PET schwer zu erkennen sind.
In den letzten Jahren wurde neues Interesse für die gezielte Behandlung von metabolischen Stoffwechselwegen von Krebs gewonnen. Behandlungen können jedoch durch Krebszellen vermieden werden, die weniger Glucose aufnehmen, indem Glucose effizienter durch oxidative Phosphorylierung verwendet wird, auf die solche Arzneimittel nicht abzielen würden.
Die Untersuchung besagt:

"Wenn Gliom-Stammzellen in der Tat wichtig für die Tumorkontrolle sind, ist eine Kenntnis des metabolischen Zustands von Gliom-Stammzellen erforderlich."

Ein einzigartiges Bildgebungssystem, das auf einer geringen enzymatischen Aktivität des Proteasoms in Krebsstammzellen beruht und von Pajonk und seinem Team entwickelt wurde, wurde verwendet, um sie auf ihre metabolische Funktion, einschließlich Sauerstoffverbrauchsraten, Glukoseaufnahme und andere Marker, zu untersuchen. Ein weiterer Hinderniss für die gezielte Behandlung dieser Zellen mit konventionellen Behandlungen ergab sich, als die Forscher entdeckten, dass die Gliom-Stammzellen resistent gegen Strahlung sind.
Pajonk und sein Team kamen zu dem Schluss, dass Gliom-Stammzellen zur Energiegewinnung hauptsächlich auf der oxidativen Phosphorylierung beruhen und dass sie, wenn sie Stammzellen herausgefordert würden, zusätzliche Stoffwechselwege einschalten könnten.
Die Untersuchung zeigt auch zum ersten Mal, dass eine niedrige Expression von Proteasom-Untereinheiten, ein Indikator für eine große Anzahl von Gliom-Stammzellen im Tumor, ungünstige Behandlungsergebnisse für diese Patienten vorhersagt.
Pajonk, der auch am Eli und Edythe Broad Center für regenerative Medizin und Stammzellenforschung an der UCLA forscht, sagte:

"Was ich wirklich aufregend finde, ist, dass wir hier zum ersten Mal einen neuen Krebs-Stammzellmarker im Gliom haben, der uns ein zusätzliches Werkzeug gibt, um nach diesen Zellen zu suchen und Therapien zu entwickeln, die auf sie abzielen."

Geschrieben von Grace Rattue