Alvo na Dependência de Glutamina em Cânceres Resistentes ao Cisplatina
Pesquisadores estão investigando novos tratamentos para células de câncer resistentes à cisplatina.
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Índice
- Como o Cisplatina Funciona
- Por Que as Células Cancerígenas se Tornam Resistentes
- O Papel do Glutationa
- Células Cancerígenas e Dependência de Glutamina
- Identificando Diferenças-Chave em Células Resistentes
- Explorando Opções de Tratamento
- Combinando Tratamentos para Melhores Resultados
- Conclusão: O Futuro do Tratamento do Câncer
- Fonte original
O tratamento do câncer geralmente envolve o uso de medicamentos para matar as células cancerígenas. Um tipo comum de remédio usado é o Cisplatina. Esse é um remédio à base de platina que funciona para diferentes tipos de câncer, como pulmão, bexiga e ovário. Embora muitos pacientes respondam bem ao cisplatina no começo, alguns acabam enfrentando um retorno da doença, o que é um grande desafio para os médicos. Para lidar com isso, é importante entender mais sobre como as células cancerígenas se tornam resistentes ao cisplatina e como podemos criar novos tratamentos para superar essa resistência.
Como o Cisplatina Funciona
O cisplatina prejudica as células cancerígenas se ligando ao DNA delas. Essa interferência impede que as células cresçam e se dividam, levando à morte celular. O processo começa quando o cisplatina entra em uma célula cancerígena e se torna ativo. Dentro da célula, ele perde alguns de seus componentes, se tornando uma molécula reativa que consegue se ligar ao DNA. Uma vez que o DNA é danificado, a célula manda um sinal que leva à apoptose, uma forma de morte celular programada.
Por Que as Células Cancerígenas se Tornam Resistentes
Mesmo sendo efetivo, muitas células cancerígenas conseguem desenvolver maneiras de resistir ao cisplatina. Existem vários mecanismos por trás dessa resistência, como:
- Redução da captação do remédio ou aumento da remoção do remédio da célula.
- Capacidade aumentada de reparar os danos causados pelo cisplatina.
- Aumento da tolerância aos efeitos do remédio, o que permite que as células sobrevivam mesmo quando o remédio está presente.
Uma das maneiras que o cisplatina pode ser neutralizado é reagindo com moléculas chamadas tióis, que estão presentes em abundância nas células. Um tiol notável é o Glutationa (GSH), uma pequena proteína que ajuda a proteger as células de substâncias nocivas.
O Papel do Glutationa
O GSH desempenha um papel importante em manter o equilíbrio dentro das células, interagindo com subprodutos nocivos que surgem do metabolismo normal. Ele contém uma parte especial que reage facilmente com substâncias tóxicas, ajudando a proteger as células. A parte de cisteína do GSH vem de outra molécula chamada cistina, e ambas são trazidas para dentro da célula através de um transportador.
A Glutamina, outro aminoácido, é essencial em muitos processos celulares, incluindo a produção de nucleotídeos, geração de energia e criação de GSH. As células podem obter glutamina da comida ou produzi-la internamente a partir de outro aminoácido. A capacidade de usar glutamina se torna crucial, especialmente quando as células cancerígenas desenvolvem uma dependência dela para sobreviver.
Células Cancerígenas e Dependência de Glutamina
Pesquisas mostraram que algumas células cancerígenas que se tornam resistentes ao cisplatina dependem muito da glutamina. Por exemplo, células cancerígenas específicas têm níveis aumentados de transportadores que trazem mais glutamina ou enzimas que utilizam glutamina para energia. Em um estudo, células cancerígenas com resistência ao cisplatina foram encontradas usando mais glutamina para ajudá-las a crescer e sobreviver.
Para explorar melhor essa ideia, pesquisadores estudaram diferentes linhagens de células cancerígenas que haviam desenvolvido resistência ao cisplatina. O objetivo era ver como essas células dependiam da glutamina e descobrir se havia terapias potenciais que pudessem atacar essa dependência.
Identificando Diferenças-Chave em Células Resistentes
Nas investigações, os pesquisadores examinaram várias linhagens de células cancerígenas com resistência ao cisplatina. Eles as compararam com suas contrapartes originais que não haviam sido tratadas com o remédio. Em alguns casos, descobriram que as células resistentes eram bem mais dependentes da glutamina externa para sua sobrevivência e crescimento.
Essa dependência estava ligada à presença aumentada do SLC7A11, um transportador que traz cistina para dentro das células. Os níveis mais altos desse transportador nas células cancerígenas resistentes sugeriram um mecanismo onde as células podiam absorver mais cistina, o que levaria a uma produção aumentada de GSH para contrabalançar os efeitos do cisplatina.
Explorando Opções de Tratamento
Dado que essas células resistentes dependiam da glutamina, os pesquisadores exploraram várias opções de tratamento para atacar essa fraqueza. Uma abordagem promissora envolveu o uso da asparaginase (ASNase), uma terapia já usada para leucemia. A ASNase pode quebrar a asparagina, mas também tem a capacidade de diminuir os níveis de glutamina no corpo.
Quando os pesquisadores trataram as células cancerígenas resistentes com ASNase, perceberam uma diminuição nas células viáveis, especialmente aquelas com altos níveis de SLC7A11. Isso sugeriu que a ASNase poderia ser um tratamento potencial para essas células cancerígenas dependentes de glutamina.
Combinando Tratamentos para Melhores Resultados
Os pesquisadores estavam interessados em saber se combinar ASNase com cisplatina poderia levar a melhores resultados. Eles esperavam que, ao reduzir os níveis de glutamina com ASNase, as células cancerígenas se tornassem mais vulneráveis aos efeitos do cisplatina novamente.
Em experimentos, quando combinaram ASNase com cisplatina, descobriram que a combinação reduziu significativamente o crescimento das células cancerígenas resistentes. Os resultados sugeriram que essa combinação não só funcionou, mas poderia potencialmente aumentar a eficácia do tratamento com cisplatina.
Conclusão: O Futuro do Tratamento do Câncer
Esse trabalho destaca a importância de entender os mecanismos por trás da resistência a medicamentos no tratamento do câncer. Reconhecendo que algumas células cancerígenas podem se tornar dependentes da glutamina, os pesquisadores identificaram novos caminhos para explorar para tratamento. O estudo do uso da ASNase, uma terapia já utilizada para outros cânceres, oferece esperança para superar a resistência em cânceres tratados com cisplatina.
Avançando, mais pesquisas serão necessárias para explorar o potencial da ASNase e outras terapias em ambientes clínicos. Entender esses processos ajudará a desenvolver melhores estratégias de tratamento, melhorando, no final das contas, os resultados para pacientes com câncer enfrentando tumores resistentes a medicamentos.
Título: Glutamine-addiction in cisplatin resistant cancer cells is mediated by SLC7A11 and can be targeted with asparaginase therapy
Resumo: Linking disease phenotypes with molecular targets is key to the rational design of treatment interventions. Resistance to the chemotherapeutic cisplatin is one of the major factors limiting the clinical utility of this therapy, which is central to the treatment of a variety of solid malignancies. In this study, we couple the upregulation of a chemoresistant factor, the glutamate-cystine antiporter SLC7A11, with the addiction of cisplatin-resistant cancer cells to extracellular glutamine. In doing so, we thus provide a putative biomarker for this acquired metabolic dependency of chemoresistance. Subsequently, we evaluate various therapeutic strategies to selectively kill SLC7A11high cisplatin-resistant cancer cells, identifying cross-resistance to ferroptosis-inducing compounds and hypersensitivity to glutaminase inhibitor CB-839. We identify enzymatic depletion of extracellular glutamine using the long-standing anti-leukemic therapy asparaginase (ASNase), which possesses glutaminase activity, as a potential approach, and show this can be successfully combined with cisplatin in cell models. In summary, this study mechanistically links an acquired metabolic dependency of chemoresistant cancer cells with a putative biomarker and provides a potentially actionable strategy to target these drug resistant cells warranting further investigation.
Autores: Sean G Rudd, J. Wang, R. Strauss, J. Bartek
Última atualização: 2024-07-22 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.19.604261
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.19.604261.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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