Starý liek proti červom je novým lídrom pri hľadaní zlúčenín, ktoré blokujú signálnu dráhu zapojenú do rakoviny hrubého čreva.
Zistenia, o ktorých informovali výskumníci z Vanderbilt University Medical Center v novembrovom čísle Nature Chemical Biology, naznačujú nový prístup k vývoju terapeutík, ktoré sa zameriavajú na túto cestu.
Viac ako 90 percent sporadických (nededených) rakovín hrubého čreva – druhého najsmrteľnejšieho typu rakoviny v rozvinutom svete – je spôsobených mutáciami, ktoré vedú k nevhodnej aktivácii signálnej dráhy Wnt (vyslovuje sa „wint“). Blokovanie tejto dráhy bolo žiaducim terapeutickým cieľom, ale kvôli jej komplexnosti je ťažké určiť, ktorých molekulárnych účastníkov inhibovať.
„V dráhe nie je žiadny zjavný cieľ, kde by sme mohli povedať: ‚Dobre, ak inhibujeme aktivitu tohto proteínu, bude to inhibovať signalizáciu Wnt,‘“povedal Ethan Lee, MD, Ph. D., docent pre bunky a vývoj. Biológia, výskumník Vanderbilt-Ingram Cancer Center a hlavný výskumník súčasnej štúdie.
Lee a jeho kolegovia sa zaujímali o pochopenie detailov dráhy Wnt, ktorá tiež hrá dôležitú úlohu v ranom vývoji. Strata včasnej Wnt signalizácie u žiab vedie k bezhlavým embryám; príliš skorá Wnt signalizácia spôsobuje vytvorenie dvoch hláv.
"Pre mňa je to naozaj pozoruhodné a hovorí, že táto cesta je biologicky dôležitá," povedal Lee.
Na preskúmanie signalizácie Wnt na biochemickej úrovni Lee a jeho tím vyvinuli extrakty žabieho embrya a ukázali, že tento bezbunkový systém si zachoval veľa udalostí signálnej dráhy Wnt. Pomocou tohto systému vytvorili skríningovú stratégiu na vyhľadávanie chemikálií, ktoré modifikujú Wnt signalizáciu - s cieľom dozvedieť sa viac o biológii dráhy.
Vyšetrovatelia skrínovali niekoľko tisíc chemických zlúčenín z „knižnice“liekov a iných bioaktívnych zlúčenín schválených FDA.
Zistili, že pyrvínium, liek proti parazitom schválený FDA, blokuje Wnt signalizáciu v extraktoch žaby.
Testovali pyrvínium v kultivovaných bunkách a na viacerých zvieracích modeloch skorého vývoja (žaby, hlísty, ovocné mušky) a preukázali, že v každom prípade pyrvínium blokovalo Wnt signalizáciu. Zistili tiež, že v kultivovaných bunkách rakoviny hrubého čreva pyrvínium inhibovalo Wnt signalizáciu aj bunkovú proliferáciu.
Na identifikáciu cieľa pyrvínia Lee a jeho kolegovia skombinovali štyri izolované proteíny, všetky so známymi úlohami v dráhe Wnt. Zistili, že pyrvínium zvyšuje aktivitu jedného z proteínov, enzýmu nazývaného kazeínkináza 1alfa (CK1alpha).
Aktivácia kinázy - ako spôsobu inhibície signálnej dráhy Wnt - bola neočakávaná, povedal Lee.
"Cielené terapie rakoviny, ktoré sa práve teraz intenzívne študujú, sú väčšinou inhibítory kináz," povedal. "Je zaujímavé pomyslieť si, že možno existujú určité kinázy - ako CK1alpha - ktoré môžeme aktivovať ako ciele na liečbu rakoviny."
Pyrvínium zostáva v gastrointestinálnom trakte (na liečbu červov), takže Lee spolupracuje so spolupracovníkmi vo Vanderbiltovom inštitúte chemickej biológie na vývoji nových inhibítorov CK1alfa. Spolupracuje tiež s Pampee Young, M. D., Ph. D., docentom patológie a medicíny, na štúdiu úlohy dráhy Wnt - a účinkov pyrvínia - na opravu srdca po infarkte myokardu.
"Naším pôvodným cieľom pri vývoji skríningovej stratégie bolo nájsť zlúčeniny, ktoré by nám povedali niečo o biológii dráhy Wnt, " povedal Lee. "Je to ďalší bonus, že tieto zlúčeniny môžu byť užitočnými terapeutickými činidlami pri srdcových chorobách alebo rakovine."
Extrakt žabieho embrya a stratégia skríningu sa môžu použiť aj na identifikáciu zlúčenín, ktoré modifikujú iné vývojovo dôležité signálne dráhy, dodal Lee.
Curtis Thorne, Ph. D., je prvým autorom článku Nature Chemical Biology. Výskum podporili Gastrointestinal Specialized Program of Research Excellence (GI SPORE) vo Vanderbilt-Ingram, American Cancer Society a National Institutes of Health.
