Gift oder Heilung? Arsen kann helfen, Krebs zu behandeln, Studienergebnisse
Arsen ist berüchtigt für seine schädlichen Eigenschaften. Einige Arsenverbindungen - jedoch in sorgfältig gemessenen Dosen - können jedoch in medizinischen Behandlungen verwendet werden. Eine solche Verbindung könnte sogar bei der Behandlung von Krebs helfen, sagen Forscher.
Arsen wird häufig als krebserregend eingestuft. Dies ist eine Substanz, deren Vorhandensein in der Umwelt eines Menschen zur Entstehung von Krebs führen kann.
Einige Verbindungen auf Arsenbasis wurden jedoch im Laufe der Geschichte zur Behandlung verschiedener Erkrankungen verwendet.
Eine solche Verbindung - Arsentrioxid (ATO) genannt - wird noch heute verwendet und erhielt 2001 unter dem Markennamen Trisenox die Zulassung der Food and Drug Administration (FDA).
Jetzt untersuchen Forscher des Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) in Boston, MA, das Potenzial von ATO bei der Behandlung von Krebs.
Insbesondere Drs. Kun Ping Lu, Xiao Zhen Zhou und Kollegen untersuchten, wie ATO in Kombination mit einem anderen existierenden Medikament - All-Trans-Retinsäure (ATRA) - verwendet werden kann, um Promyelozyten-Leukämie, eine Art von Blutkrebs, tatsächlich zu heilen.
Die Mechanismen, durch die ATO in Kombination mit ATRA zur Heilung dieser Art von Leukämie beitragen kann, sind unklar. Diese Studie gibt jedoch Aufschluss darüber, wie diese Substanzen auf zellulärer Ebene wirken, was darauf hindeutet, dass ihre Wechselwirkung bei der Behandlung anderer Krebsarten nützlich sein kann Gut.
Ihre Ergebnisse erscheinen in der Zeitschrift Naturkommunikation.
Blockieren und Zerstören eines Schlüsselenzyms
Die Forscher arbeiteten mit Modellen für Leukämie, Brust- und Leberkrebs und konnten feststellen, dass die ATO-ATRA-Kombination ein Enzym namens Pin1 zerstörte.
Pin1 spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Signalnetzwerken bei Krebs; Es aktiviert über 40 Proteine, die Krebstumoren füttern, und blockiert gleichzeitig über 20 Proteine, die normalerweise das Tumorwachstum unterdrücken würden.
Dieses Enzym ist bei den meisten Krebsarten beim Menschen überaktiv - insbesondere bei Krebsstammzellen, die das Tumorwachstum fördern und häufig der Schlüssel zur Resistenz von Krebs gegen traditionelle Behandlungen sein können.
In dieser Studie beobachteten die Wissenschaftler, dass ATO an Pin1 bindet, dessen Wirkung blockiert und schließlich zur Verschlechterung des Enzyms führt. Gleichzeitig erleichtert und erhöht ATRA - das ebenfalls an Pin1 bindet und es abbaut - die Aufnahme von ATO durch die Zellen.
Dies führt zu einer erhöhten Expression eines für Zellmembranen spezifischen Proteins, was die Zellabsorption von ATO erhöht.
Bei der Arbeit mit Mäusen, die so konstruiert waren, dass sie Pin1 nicht exprimieren, stellten die Forscher auch fest, dass die Nagetiere tatsächlich sehr resistent gegen Krebs waren.
Diese Tiere erlitten aufgrund der blockierten Enzymexpression für etwa die Hälfte ihrer Lebensdauer keine negativen Auswirkungen, was darauf hindeutet, dass das Targeting von Pin1 zu Studienbeginn ein sicherer Ansatz sein kann.
„Unsere Entdeckung deutet nachdrücklich auf eine aufregende neue Möglichkeit hin, bestehende Therapien zur Behandlung von dreifach negativem Brustkrebs und vielen anderen Krebsarten um [ATO] zu erweitern, insbesondere wenn festgestellt wird, dass Krebserkrankungen bei Patienten Pin1-positiv sind. Dies könnte die Ergebnisse der Krebsbehandlung erheblich verbessern. “
Dr. Xiao Zhen Zhou
Zukünftige Arbeiten zur Beseitigung von Mängeln
Drs. Zhou, Lu und Kollegen betonen, dass ihre neuen Erkenntnisse zu wirksamen Strategien für das Targeting von Pin1 führen können, für die bisher keine Inhibitoren entwickelt wurden.
"Es ist erfreulich zu sehen, dass diese Kombination von [ATRA] und [ATO], die mein [Labor] bei der Behandlung der akuten Promyelozyten-Leukämie als heilend entdeckt hat, zu möglichen Ansätzen für die Behandlung anderer Krebsarten führt", erklärt Dr. Pier Paolo Pandolfi. von BIDMC, der erstmals feststellte, dass eine kombinierte ATO-ATRA-Behandlung diese Art von Blutkrebs heilen kann.
"In der Tat", fügt er hinzu, "ist es interessant zu spekulieren, dass sich diese Kombination sogar bei anderen noch zu entdeckenden Tumorarten als heilend erweisen könnte."
Dennoch stellt das Team einen Mangel der ATO-ATRA-Kombinationsbehandlung fest - nämlich, dass ATRA beim Menschen eine sehr kurze Halbwertszeit hat.
"Wir und andere haben die Fähigkeit von [ATRA] bestätigt, die Pin1-Funktion bei Brustkrebs, Leberkrebs und akuter myeloischer Leukämie sowie bei Lupus und Asthma zu hemmen", bemerkt Dr. Lu.
Dazu fügt er die Warnung hinzu: "Die klinische Anwendung von [ATRA], insbesondere bei soliden Tumoren, wurde jedoch durch die sehr kurze Halbwertszeit von 45 Minuten beim Menschen stark eingeschränkt."
Die Autoren hoffen dennoch, dass die Ergebnisse der Studie eine ausreichende Motivation für zukünftige Studien darstellen, sich auf die Entwicklung eines längerlebigen, widerstandsfähigeren ATRA zu konzentrieren.
„Unsere Ergebnisse stimulieren die Entwicklung einer längeren Halbwertszeit [ATRA] in Kombination mit [ATO] oder anderen wirksameren Pin1-Inhibitoren, da sie möglicherweise einen vielversprechenden neuen Ansatz zur Bekämpfung einer breiten Palette von Krebsarten ohne allgemeine Toxizität bieten, wie bei der Heilung nachgewiesen wurde [ akute promyelozytäre Leukämie] “, sagt Dr. Lu.
