Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Cambridge team discovers novel pathway involved in therapy-resistant cancers

02.01.2009
Scientists at The Babraham Institute have begun to unpick the complex mechanisms underpinning the development of drug resistant cancers. They have identified a novel target that may help to combat the growing problem of therapy resistant cancers and pave the way for innovative therapeutic approaches.

Anzeige

Their discovery, reported in the latest edition of the New England Journal of Medicine, centres on the significance of DNA damage for both normal cells and cancer cells. It reveals that a biochemical signalling pathway, that normally ensures damaged cells are diverted towards cellular suicide, is blocked in certain cancers, rendering them resistant to certain types of treatment.


DNA damage is a common event in a cell’s life, a consequence of incorrect copying of the DNA during cell division or provoked by elements in our environment like tobacco smoke and sunlight. However, if DNA damage occurs, the cell normally triggers a repair response and if the damage is not repaired, the cell is targeted for cell death, a process known as apoptosis. In this way the body protects itself from cells that might become cancerous. The cells that do become cancerous manage to by-pass these repair and self-destruction pathways, promoting the survival of damaged cells.

The research is a collaboration between the BBSRC-funded Babraham Institute, the University of Cambridge and Addenbrooke’s Hospital, using cells from patients with chronic myeloid leukaemia (CML), and polycythemia vera (PV), two myeloproliferative disorders.

Cancers, such as the leukaemias investigated in this work, are characterised by an accumulation of DNA damage. DNA damage triggers several pathways to ensure that cells die by apoptosis. The authors describe a key new pathway involved in this process, and its subversion in cancer cells.

The team have found that DNA damage in normal cells increases the activity of a proton pump located in the cell membrane, known as NHE-1, which raises the pH of the cell. This has a critical effect on a protein called Bcl-xL, known as a survival protein because of its ability to suppress cell death. However, in the more alkaline environment (higher pH) a chemical process called deamidation converts Bcl-xL into a form that allows cells with damaged DNA to die. The authors have discovered that this pathway is inhibited in (cancerous) myeloid cells, keeping them alive to proceed with their deadly mission. This is the first demonstration of a role for deamidation in human malignancy.

Both the leukaemias studied by the authors are caused by oncogenic tyrosine kinases. These are enzymes - chemical catalysts - that trigger cancer when their activity is abnormally high. These kinases not only cause cells to become cancerous in the first place, but also make the cells resistant to chemotherapy and radiotherapy once they have turned into cancer cells. The authors have discovered that it is these kinases that block the key Bcl-xL deamidation pathway that normally allows DNA damaged cells to die. The activated tyrosine kinase causing CML is called BCR-ABL, whereas in PV the culprit is JAK-2. Altogether more than 30 aberrant tyrosine kinases are known to cause human cancers.

“This discovery provides new insights into how oncogenes, the genes that cause cancer, allow cells to accumulate more and more damage to their DNA without dying”, explains Dr Denis Alexander. “This new understanding of how oncogenes work also opens up some interesting ideas for future cancer therapies".

Cancer therapies depend to a large degree on the DNA damage caused by chemotherapy or radiotherapy, causing cancer cells to die. However, in cancers caused by tyrosine kinases the cells are often resistant to such therapies, referred to as ‘genotoxic resistance’. Fortunately inhibitors of the oncogenic kinases are now being increasingly used in the clinic but the kinases sometimes mutate so that this therapy no longer works.

The therapeutic interest in this research comes from the authors’ finding that simply switching back on the Bcl-xL deamidation pathway causes the cancer cells to die. This can be engineered in living cells by increasing the pH inside the cells artificially, which causes the Bcl-xL to deamidate so that the cells undergo apoptosis.

This therapeutic ‘proof-of-principle’ was dramatically illustrated by studying a CML patient’s cells which had become resistant to Imatinib, the BCR-ABL inhibitor now widely used in the clinic. As expected, Imatinib was unable to restore the Bcl-xL deamidation pathway in the patient’s cells. But the resistance could be bypassed by artificially (genetically) increasing the level of NHE-1 in the drug-resistant CML cells when studied in the laboratory, so increasing cancer cell death. So drug resistance can be overcome by activating the NHE-1 pathway, thereby increasing the pH inside the cell, and in turn Bcl-xL deamidation and apoptosis.

The discovery that modulating the NHE-1/Bcl-xL signalling pathway can override resistance to controlled cell death (apoptosis) in cancers like CML and PV, paves the way for new therapeutic approaches that could be of immense importance in cancers where Bcl-xL plays a pivotal role in genotoxic resistance.

This research was supported by the Association for International Cancer Research, the Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), the U.K. Leukaemia Research Fund, the Wellcome Trust, the U.K. Medical Research Council, Cancer Research UK, and the U.S. Leukemia and Lymphoma Society.

Dr Denis Alexander | Quelle: alphagalileo
Weitere Informationen: www.babraham.ac.uk

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert
08.02.2012 | Max-Planck-Institut für medizinische Forschung

nachricht Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms
08.02.2012 | New York University

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert


Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst

Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...

Im Focus: Datenspeicher mit Lachs-DNA und Nano-Silber


Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.

Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.

Das System ...

Im Focus: VLT liefert detailreichstes Infrarotbild des Carinanebels


Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.

Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.

Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...

Im Focus: Automatisch Lücken im Funkspektrum erkennen


Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.

Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...

Im Focus: Bronze-Matrjoschka: hocheffiziente Katalysatoren und Nanoröhrchen mit ungewöhnlicher Symmetrie


Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.

Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.

In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Zwerggalaxie hat großen Hunger

08.02.2012 | Physik Astronomie

Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

»Jede Sekunde zählt« Erster Internationaler Kongress zu Rettungsdienstsystemen in Neu Delhi

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Bauwerke gebrauchstauglich halten

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft im Dialog-Veranstaltungen im Wissenschaftsjahr 2012

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp