Foto Weizmann Instituut
Wanneer ons immuunsysteem een wond overspoelt met ontstekings veroorzakende witte bloedcellen, is dat nuttig.
Maar het overspoelen van een kankergezwel met witte bloedcellen leidt alleen maar tot verdere tumorgroei en een verwoestend "verliessyndroom" van snel gewichtsverlies dat niets te maken heeft met het dieet van de patiënt.
Volgens een schatting uit 2014 treft het verspillingssyndroom 50% tot 80% van de kankerpatiënten en is het verantwoordelijk voor ongeveer 20% van de sterfgevallen door kanker.
In een artikel in Cancer Discovery over hun studie onthullen Israëlische onderzoekers het mechanisme achter dit syndroom en stellen ze een methode voor om het te voorspellen, die de weg wijzen naar mogelijke behandelingen.
"Er is geen bestaande behandeling voor het verspillend syndroom, ook al is het duidelijk dat we, om kanker te verslaan, het lichaam van de patiënt in goede conditie moeten houden", zegt hoofdonderzoeker Omer Goldman van prof. Ayelet Erez's onderzoeksteam voor moleculaire celbiologie aan het Weizmann Institute of Wetenschap tegen ISRAEL21c.
Van links, onderzoekers Omer Goldman, Dr. Lital Adler en Prof. Ayelet Erez. Foto met dank aan het Weizmann Institute of Science via ISRAEL21c
Goldman volgde metabolische veranderingen in muismodellen van menselijke borst- en alvleesklierkanker, met de nadruk op de ureumcyclus, een reeks biochemische reacties in de lever die overtollige stikstof in de vorm van ammoniak omzetten in ureum dat in de urine wordt uitgescheiden.
"Binnen een paar dagen na het begin van kanker ontdekten we een afname van de activiteit van de ureumcyclus", zegt Goldman.
“Als gevolg daarvan stapelden aminozuren zich op in het bloed van de muizen, in plaats van dat ze in de cyclus werden afgebroken. De tumor gebruikte deze aminozuren om zijn RNA en DNA samen te stellen. Als gevolg van het mislukken van de ureumcyclus hoopte zich ook overtollig ammoniak op, wat het vermogen van de immuuncellen om kanker te bestrijden aantastte.”
Een essentieel eiwit blokkeren
Rond de tijd dat de metabole veranderingen optraden, begonnen immuuncellen de levers van de muizen te infiltreren. Naarmate de kanker vorderde, vulden hun levers zich met witte bloedcellen die neutrofielen en monocyten worden genoemd.
Deze ophoping verhinderde de productie van het eiwit HNF4-alpha – een hoofdregulator van metabole processen – en verminderde de aanmaak van albumine, dat zwelling en lekkage van bloedvaten voorkomt.
Toen de niveaus van deze eiwitten in de lever daalden, begonnen de muizen gewicht te verliezen.
Met behulp van gentherapie herstelden de wetenschappers de aanmaak van HNF4-alfa in de levers van de muizen. Bijgevolg stopten de muizen met afvallen, krompen hun tumoren en verbeterden hun overlevingskansen.
Risico voorspellen
"Een beter begrip van hoe kanker de centrale metabolische processen vanaf het begin van de ziekte verandert, in combinatie met de voortdurende ontwikkeling van genetische behandelingen gericht op het voorkomen van deze veranderingen, zou zich binnenkort kunnen vertalen in nieuwe therapieën die beschikbaar zijn voor patiënten in de vroege stadia van kanker." zegt Erez.
De onderzoekers ontwikkelden een diagnostisch model op basis van een bloedtest voor albumine en andere door bloed overgedragen biochemische parameters die verband houden met de lever.
Toen ze dit model uitvoerden op grote datasets van kankerpatiënten, vonden ze een correlatie tussen het leverprofiel dat vroeg in de ziekte werd gemeten en het risico op wasting-syndroom en zelfs later op sterfte.
Naast het Weizmann Institute namen wetenschappers van Tel Aviv University, Hebrew University, Sheba Medical Center, Tel Aviv Sourasky Medical Center, Hadassah Medical Center en Clalit Health Services deel aan de studie, evenals prof. Joo Sang Lee van Sungkyunkwan University, South Korea.
