Leukämie Durchbruch: Blutmolekül Schlüssel zur Behandlung von AML

Neue Forschungen haben gezeigt, dass die Produktion von Häm, einem Blutmolekül, das Fortschreiten der akuten myeloischen Leukämie, einer aggressiven Form von Blutkrebs, unterstützt. Forscher sagen, dass unterdrückende Häm könnte daher eine wirksame Möglichkeit zur Behandlung dieser Art von Krebs, unter anderem sein.
Die Hemmung der Häm-Produktion könnte AML verlangsamen oder sogar heilen, vermuten Forscher.

Im Jahr 2014 betraf Leukämie allein in den USA etwa 387.728 Menschen, so Daten aus dem Programm Surveillance, Epidemiology and End Results des National Cancer Institute (NCI).

Die akute myeloische Leukämie (AML) ist eine besonders aggressive Form von Krebs, die das Blut und das Knochenmark beeinflusst. Dem NCI zufolge wird es im Jahr 2017 rund 21.380 Fälle von AML geben und rund 10.590 Todesfälle werden von der erwachsenen Bevölkerung verursacht.

St. Jude's Children Research Hospital in Memphis, TN, berichtet, dass etwa 500 Kinder mit AML jedes Jahr diagnostiziert werden, und obwohl dies nicht wie eine große Zahl scheint, AML ist auch die häufigste Form der zweiten Krebs von Kindern entwickelt.

Neue Forschungen unter der Leitung von Dr. John Schuetz vom St. Jude's Children Research Hospital haben nun einen Durchbruch bei der Identifizierung dessen erreicht, was AML im System überleben lässt.

Die Häm-Produktion unterstützt AML

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Häm, eine chemische Struktur, die in Hämoglobin gefunden wird, der Schlüssel zum Verständnis ist, warum AML im System bestehen bleibt und dass es auch einen neuen Weg zur Behandlung dieser Art von Leukämie bieten könnte. Die Ergebnisse wurden kürzlich in veröffentlicht JCI Insight.

Zusätzlich zur Rolle des Hämoglobins beim Sauerstofftransport ist Häm auch am Elektronentransfer beteiligt, der die Zellatmung unterstützt und Sauerstoff in Kohlendioxid umwandelt und Energie freisetzt.

Die Forscher fanden heraus, dass die Häm-Produktion das Fortschreiten der AML unterstützt, und dass Krebszellen durch die Unterdrückung ihrer Synthese neutralisiert werden können.

Dr. Schuetz betont die Bedeutung dieser Entdeckung und stellt fest, dass bisher kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Hämproduktion und Leukämie festgestellt wurde. Er sagt: "Über die Rolle der Häm-Biosynthese vor unserer Arbeit war absolut nichts bekannt."

Der erste Schritt zur Identifizierung der Schlüsselrolle, die Häm bei Leukämie spielt, war eine gründliche Suche in der Datenbank von St. Jude's mit dem Ziel, zusätzliche Gene zu identifizieren, die durch eine besonders aggressive Form von AML aktiviert wurden.

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Diese virulente AML wird durch das Mycin-Onkogen "angetrieben", das eine Schlüsselrolle bei der Zellteilung und der Selbstzerstörung von Zellen spielt. Als Ergebnis der Datenbanksuche entdeckten die Wissenschaftler, dass ein anderes Gen namens UROD - das die Produktion von Häm stimuliert - bei Leukämiepatienten überaktiv ist.

Ein weiterer wichtiger Befund in diesem Zusammenhang war laut Dr. Schuetz, dass Leukämien, die vom MYCN-Gen angetrieben werden und die UROD-Aktivität besonders verschlimmern, besonders aggressiv sind und eher zum Tod des Patienten führen.

Labortests zeigten, dass Zellen mit einer anomalen MYCN-Aktivität größere Mengen an Sauerstoff absorbierten und somit von der Hämproduktion abhängig waren, um sich selbst zu erneuern. Aus diesem Grund stellten die Forscher auch fest, dass die Verhinderung der Hämproduktion und die Selbsterneuerung die Leukämieprogression verlangsamen.

Mögliche Wege für die Behandlung

Selbsterneuerung könnte auch verhindert werden, indem ein Protein gehemmt wird, das eine Häm-Komponente aus den Zellen entfernt. Dies verursachte einen Aufbau von Molekülen, die für Krebszellen toxisch sind und zu deren Zerstörung führen. Ebenso wichtig ist, dass die Blockierung dieses Proteins in gesunden Zellen keine negativen Auswirkungen hatte.

In einer vorklinischen Studie untersuchten die Forscher den Effekt, den die Entfernung des MYCN-Gens hätte. Sie stellen fest, dass bei diesem Ansatz die Leukämieprogression verlangsamt wurde und die Überlebenswahrscheinlichkeit stieg.

Es wurde auch gefunden, dass Leukämie in präklinischen Modellen geheilt werden konnte, indem das Protein inhibiert und die Hämproduktion unterbrochen wurde. Dr. Schuetz erklärt, dass ihre Studie zwei neue Ansätze zur Behandlung von AML vorschlägt.

"Man sollte UROD als Ziel haben, was die Häm-Biosynthese reduzieren würde. [...] Die andere Strategie wäre es, Medikamente zu verwenden, um das Entlastungsventil-Protein zu hemmen und gleichzeitig eine Chemikalie zu verabreichen, die eine Vorstufe von Häm ist eine Anhäufung von toxischen Molekülen, die Teil des Häm-Synthesewegs sind. "

Dr. John Schütz

Diese Ergebnisse haben nach Ansicht der Wissenschaftler noch weitreichendere Auswirkungen. Sie schlagen vor, dass ähnliche Behandlungsstrategien auf andere Arten von Krebs, die auf Häm-Überproduktion angewiesen sind, wie eine Art von Medulloblastom, angewendet werden können.

In Zukunft wollen Dr. Schütz und seine Kollegen ein noch detaillierteres Verständnis der Rolle von Häm in der AML erlangen und untersuchen, ob andere zelluläre Rollen von Häm für die Entwicklung von Leukämie von Bedeutung sein könnten oder nicht.

Die Forscher möchten auch Behandlungen testen, die die UROD-Aktivität unterdrücken, um zu erfahren, ob sie die AML hemmen können.