Καρκίνος πνεύμονας έρευνα: Ο μακάβριος ενζυματικός χορός του καρκίνου του πνεύμονα [vid]

Καρκίνος πνεύμονας έρευνα: Μέσω διεθνών συνεργασιών με το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και το Πανεπιστήμιο του Τέξας στις Η.Π.Α., οι επιστήμονες του  εντόπισαν το ένζυμο NSD3 ως κύριο παράγοντα καρκίνου. Ένα ένζυμο που ρυθμίζει την χρωματίνη έχει αποδειχθεί από διεξοδικές διεπιστημονικές έρευνες ως βασικός παράγοντας για έναν κοινό τύπο καρκίνου του πνεύμονα. Τα φάρμακα που στοχεύουν το ένζυμο θα μπορούσαν να βελτιώσουν τα ποσοστά θεραπείας και επιβίωσης για αυτόν τον συγκεκριμένο καρκίνο.

“Το καρκίνωμα των πλακωδών κυττάρων αντιπροσωπεύει σχεδόν το ένα τρίτο όλων των καρκίνων του πνεύμονα στον άνθρωπο”, λέει ο δομικός βιολόγος του Πανεπιστημίου (KAUST), Lukasz Jaremko, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας μαζί με συναδέλφους τού Πανεπιστημίου του Στάνφορντ και του Πανεπιστημίου του Τέξας «Κέντρο Καρκίνου MD Anderson», στις ΗΠΑ. “Οι κοινές μας δομικές και δυναμικές, συμπεριλαμβανομένων των μελετών της ενζυματικής δραστηριότητας, των γενετικών αναλύσεων των μοντέλων ποντικιών και των αποτελεσμάτων ανθρωπίνων κυττάρων, δείχνουν ότι το ένζυμο Ν-μεθυλτρανσφεράση ιστόνης-λυσίνης (NSD3) είναι ο κύριος παράγοντας καρκίνου ».

Στο πλαίσιο των ερευνών, Ph.D. ο φοιτητής Vladlena Kharchenko, μέλος του εργαστηρίου του Jaremko, χρησιμοποίησε φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού για να αξιολογήσει πειραματικά τη δομή και τη δυναμική τόσο του φυσιολογικού NSD3 όσο και του υπερδραστικού μεταλλάγματος που εμπλέκεται στην οδήγηση του καρκινώματος των πλακωδών κυττάρων των πνευμόνων.

“Η μετάλλαξη δεν φαίνεται να επηρεάζει τη στατική δομή του ενζύμου”, λέει ο Kharchenko. “Ωστόσο, χρησιμοποιώντας το δυναμικό φαινόμενο Overhauser της πυρηνικής ενέργειας, καταφέραμε να δείξουμε ότι η υπερδραστήρια μετάλλαξη οδήγησε σε αλλαγές στην κινητικότητα σε μέρος του ενζύμου NSD3, επιτρέποντάς του να καταλύει ευκολότερα την προσθήκη δύο μορίων μεθυλίου σε μια ουρά ιστόνης σε χρωματίνη,” εξηγεί. Αυτό τελικά απορυθμίζει τα γονίδια που προάγουν τον καρκίνο σε ορισμένες μορφές καρκίνου του πνεύμονα.  Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και πολύν καιρό ότι πολλά γονίδια σε μια συγκεκριμένη περιοχή στο χρωμόσωμα 8 πιθανώς εμπλέκονται στον σχηματισμό καρκίνου. Ένα γονίδιο, ειδικότερα, το FGFR1, έχει λάβει μεγάλη προσοχή ως πιθανός οδηγός καρκίνου του πνεύμονα. Αλλά οι κλινικές δοκιμές που αναστέλλουν την πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από αυτό το γονίδιο ήταν απογοητευτικές. “Οι μελέτες μας εξηγούν τα μοριακά θεμέλια της ενζυματικής υπερκινητικότητας του του μακάβριου NSD3, και επιβεβαιώνουν κατηγορηματικά ότι το NSD3, όχι το προηγούμενο ύποπτο FGFR1, είναι ο κύριος παράγοντας του καρκινώματος των πλακωδών κυττάρων του πνεύμονα”, λέει ο Jaremko.

Οι συνεργατικές έρευνες διαπίστωσαν επίσης ότι το NSD3 ήταν ευαίσθητο σε μια κατηγορία αντικαρκινικών φαρμάκων που ονομάζονται αναστολείς βρωμοτομίνης. Ωστόσο, εξακολουθούν να χρειάζονται αναστολείς που στοχεύουν συγκεκριμένα στο NSD3, καθιστώντας τους τόν εξέχοντα στόχο για εκστρατείες διαλογής φαρμάκων. Η ομάδα θέλει να βελτιώσει την κατανόηση μοριακού επιπέδου για τη λειτουργία του NSD3 σε χρωματίνη και κύτταρα. “Η μελέτη μας αποκαλύπτει ότι οι πτυχές της μοριακής δυναμικής της έρευνας για τον καρκίνο είναι περίπλοκες και συναρπαστικές”, λέει ο Kharchenko. “Δείχνει επίσης ότι υπάρχουν περισσότερα για να κατανοήσουμε τη λειτουργία NSD3 σε ατομικό επίπεδο προτού μπορέσουμε να αναπτύξουμε μια ισχυρή ειδική θεραπεία για το NSD3.”