05/07-10 - Pressemeddelelse

Plante viser vej mod bedre individuel kræftbehandling

Forskere fra Aarhus Universitet og Aalborg Sygehus har brugt en plante som modelsystem til at identificere en ny virkningsmekanisme for kemoterapi, der har været i brug siden 1960'erne. Denne opdagelse danner nu grundlag for kliniske forsøg, der sigter mod at udnytte den nye viden til forbedret individuel behandling af kræftpatienter.

Kræftceller er egoistiske celler, der formerer sig hæmningsløst og derved ødelægger funktionen af kroppens normale celler og organer. For at forhindre disse skadelige virkninger behandles der ofte med kemoterapi, som hæmmer celledeling. Desværre har kræftceller en meget veludviklet evne til at udvikle resistens over for behandlingen. Det skyldes, at kræftcellers arveanlæg (DNA) er meget ustabile sammenlignet med normale cellers. Der er derfor større risiko for, at en ændring i arveanlæggene, en mutation, gør kræftcellen resistent, så den kan fortsætte med at formere sig. Derudover betyder ustabiliteten i arvemassen, at den resistensskabende mutation er gemt som en nål i en høstak blandt mange andre ændringer.
Resistente plantemutanter identificeret

For at undersøge resistens mod kemoterapi på en ny måde, der tillader identifikation af én enkelt resistensskabende ændring i arvemassen, har forskerne anvendt planten Arabidopsis, med det danske navn gåsemad, som modelsystem. Planters blade, blomster og rødder dannes ud fra samlinger af stamceller i rod- og skudspidser, som deler sig i hele plantens levetid, og planter er således helt afhængige af celledelinger for at vokse. Da mange typer kemoterapi desuden påvirker processer, der foregår både i mennesker og planter, fik forskerne den ide, at planter måske kan bruges til at identificere arveanlægsændringer, der giver resistens mod kemoterapi. Ved at introducere tilfældige ændringer i planternes DNA og derefter behandle med kemoterapien hydroxyurea, var det muligt at identificere resistente plantemutanter, hvor cellerne fortsatte med at dele sig i tilstedeværelsen af kemoterapien. Derefter blev en enkelt ændring, der i sig selv var tilstrækkelig til at forårsage resistens identificeret, hvilket er simpelt i modelplanten Arabidopsis i sammenligning med en menneskecelle.

Den ændring i arvemassen, der forårsagede hydroxyurea-resistensen, giver anledning til tab af aktivitet af et bestemt enzym - katalase - der findes i næsten alle organismer. Forskerne kunne også vise, at hydroxyurea binder direkte til katalase, og at tab af enzymets aktivitet sandsynligvis medfører resistens, fordi katalase normalt omdanner hydroxyurea til cellegifte.

- Foto af Planten gåsemad - Arabidopsis i høj opløsning
(A) En normal plante kan ikke vokse, når den er i kontakt med kemoterapimidlet hydroxyurea.
(B) En resistent plante med en mutation i katalase-genet vokser på trods af tilstedeværelsen af hydroxyurea.

Kliniske forsøg med individuel blodkræftbehandling

For at belyse sammenhængen mellem opdagelserne i planten og behandlingen af kræftpatienter undersøgte forskerne blodprøver fra en række blodkræftpatienter. Disse viste høj aktivitet af enzymet katalase i prøver fra patienter med kronisk myeloid leukemi, der netop er den type blodkræft, hvor hydroxyurea har været en meget anvendt behandling. Hydroxyurea kunne derfor være effektiv i behandlingen af kronisk myeloid leukemi på grund af kræftcellernes høje katalaseaktivitet, og katalaseaktivitet vil således kunne bruges som markør i kræftbehandlingen. Derfor er der nu en klinisk undersøgelse under forberedelse, som skal klarlægge mulighederne for at bruge katalaseaktivitet som en del af beslutningsgrundlaget for tilrettelæggelse af individuel blodkræftbehandling.

Forskernes resultater er netop publiceret i det ansete tidsskrift the Journal of Biological Chemistry (JBC).

Forskerholdet bag resultaterne (fra venstre mod højre):
Trine Juul, Stig Uggerhøj Andersen og Jan-Elo Jørgensen, alle Molekylærbiologisk Institut, Aarhus Universitet.

Foto i høj opløsning
http://www.jbc.org/content/early/2010/05/07/jbc.M110.103564
Link til artiklen: The in vivo toxicity of hydroxyurea depends on its direct target catalase

Trine Juul1, Anna Malolepszy1, Karen Dybkær2, Rune Kidmose1, Jan Trige Rasmussen1, Gregers Rom Andersen1, Hans Erik Johnsen2, Jan-Elo Jørgensen1 and Stig Uggerhøj Andersen1

1) Department of Molecular Biology, Aarhus University, Gustav Wieds Vej 10, DK-8000 Aarhus, Denmark; and
2) Department of Hematology, Aalborg Hospital Science and Innovation Center - AHSIC, Sdr. Skovvej 15, Aarhus University Hospital, DK-9000 Aalborg, Denmark.
Yderligere oplysninger