dr Magdalena Cal
dr Magdalena Cal

„Komórki nowotworowe>komórki zdrowe”

Rozmawiamy z dr Magdaleną Cal na temat projektu pt. „Badanie genotoksyczności przeciwnowotworowego związku 3-bromopirogronianu u drożdży Saccharomyces cerevisiae”.

Ze względu na wzrost zachorowań na nowotwory, wysokie koszty leczenia, a także często obserwowany brak skuteczności stosowanych terapii ciągle poszukuje się nowych metod leczenia. W pełni uzasadnione wydają się być badania mające na celu pełną charakterystykę nowego związku o potencjale leku, dzięki któremu możliwe będzie wykorzystanie nowatorskiego podejścia do terapii.

Bardzo dużym problemem jest to, że leki przeciwnowotworowe działają tak samo na komórki nowotworowe jak i zdrowe. Może się to wiązać z nawrotami, lub nowo powstałymi nowotworami (lek niszczy komórki nowotworowe, ale działa też na te zdrowe). 3-BP ma inną specyfikę!

komórki drożdży piekarniczych

Jak można scharakteryzować związek 3-BP (3-bromopirogronian)?

To intensywnie badany związek o aktywności przeciwnowotworowej. Nietypowa aktywność leku polega na zahamowaniu biologicznych systemów  produkcji energii charakterystycznych dla komórek nowotworowych tzw. efekt Warburga. Badania przeprowadzone na komórkach zwierzęcych, a także na ludzkich liniach nowotworowych pokazują wysoką skuteczność 3-BP. Należy podkreślić, że stężenie działające toksycznie na komórki nowotworowe jest ok. 3-krotnie niższe, niż stężenie toksyczne dla komórek zdrowych.

Czym jest efekt Warburga?

Ciekawostką jest to, że w 1924 roku niemiecki biochemik Otto Warburg ogłosił hipotezę sugerującą, że powstawaniu komórek nowotworowych towarzyszą zmiany w ich metabolizmie.

Efekt ten przejawia się w intensywnym tempie glikozy w komórkach nowotworowych. Większość typów komórek nowotworowych uzyskuje energię głównie w szlaku glikolitycznym, niezależnie od obecności lub braku tlenu w mikrośrodowisku nowotworu. Intensywna glikoliza prowadzi do konieczności usuwania pewnych związków z komórki, co odbywa się przez specjalne transportery, których w komórkach nowotworowych przejawiających efekt Warburga jest więcej niż w większości zdrowych komórek organizmu. 3-BP dostaje się do komórek głównie przez wspomniane wyżej kanały, co sprawia, że w komórkach nowotworowych nagromadza się w większej ilości niż w komórkach zdrowych. 

Można więc powiedzieć, że 3-BP działa wybiórczo. Dostaje się w dużo większej ilości do komórek nowotworowych, niż komórek zdrowych (ma ku temu większe możliwości) i wpływa na procesy, które w tych komórkach są głównym źródłem energii.

Niezwykle istotne jest przeprowadzenie badan in vitro na ludzkich nowotworach

Pierwsze badania 3-BP, prowadzone przez zespół dr Young Ko, z którą obecnie współpracujemy, skupiły się na aktywnościach przeciwnowotworowych 3-BP i były prowadzone na liniach komórkowych oraz prostych modelach. Badania aktualnie przez nas prowadzone są kontynuacją badań, które rozpoczął w naszym zespole prof. Stanisław Ułaszewski.

W Zakładzie Mykologii i Genetyki UWr, którego kierownikiem jest dr hab. Rafał Ogórek, odkrywany kolejne nowe aktywności 3-BP, aby poznać jego pełne możliwości działania. Pracujemy na prostym modelu drożdżach piekarniczych oraz na liniach komórkowych żeby pokazać działanie związku również na komórkach wyższych organizmów. Poza tym, realizujemy również inne tematy badań z zakresu speleomykologii, mykologii lekarskiej, fitopatologii oraz poszukiwania nowych związków o działaniu przeciwgrzybiczym i przeciwbakteryjnym.

Bardzo istotne jest prowadzenia badań na prostych organizmach modelowych, które są szybsze i tańsze. W krótkim czasie można uzyskać dużo więcej wyników, ponieważ komórki droższy Saccharomyces cerevisiae są bardzo podobne pod wieloma względami np. do komórek ssaczych.

Jaki jest cel projektu?

Dotychczas prowadzone badania na modelu drożdżowym Saccharomyces cerevisiae pozwoliły zidentyfikować drogi wnikania 3-BP do komórki, potencjalne mechanizmy oporności, a także wpływ tego związku na metabolizm energetyczny komórek drożdżowych. Projekt o którym mówimy jest projektem finansowanym z Narodowego Centrum Nauki, w ramach konkursu Sonata 9. W ramach tego projektu scharakteryzowaliśmy związek szerzej pokazując m.in. jego wpływ na jądrowe oraz mitochondrialne DNA. Stwierdzono, że związek indukuje stres oksydacyjny. Wykazaliśmy, że 3-BP prowadzi do uszkodzeń w DNA oraz, że uruchamiana jest komórka odpowiedź na te uszkodzenia.

Na co mogą przełożyć się wyniki projektu?

Poznanie pełnej aktywności związku jest niezwykle ważne w sytuacji kiedy ma być to substancja, która będzie podawana ludziom (będzie lekiem). Krótkotrwałe badania na liniach, na modelach pokazują efekt, ale tylko w krótkim czasie (mimo działania pozytywnego). Poznanie całej aktywności związku pomoże zrozumieć jego pełen mechanizm działania, który objawić się może np. w skutkach uboczne podczas długotrwałego leczenia lub z drugiej strony pokazujemy nowe aktywności 3-BP dzięki którym związek ten działa toksycznie na komórki nowotworowe co może wpłynąć na rozszerzenie, ulepszenie jego zastosowania.

Wyniki uzyskane w ramach realizacji tego projektu mogą być wstępem do projektów w ramach których potwierdzone zostaną opisane wyżej aktywności na komórkach ludzkich.

Realizacja projektu dostarczy również nowych i podstawowych informacji na temat komórkowej odpowiedzi na stres wywołany przez potencjalny lek. Wyniki z pewnością mogą się przełożyć na weryfikowanie terapii, na ich ulepszenie.

Dziękujemy za rozmowę i życzymy samych sukcesów!

Sebastian Wach

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wpisz komentarz!
Wprowadź swoje imię

*