Denna webbsida är endast avsedd för läkare och sjukvårdspersonal med förskrivningsrätt.

Ny kunskap om hur RNA rör sig kan bidra till nya läkemedel mot cancer

Forskare vid Karolinska Institutet rapporterar i tidskriften Nature att de har funnit ett helt nytt tillvägagångssätt som korta RNA-molekyler använder för att styraproduktionen av proteiner inne i cellerna. Studien visar att en RNA-molekyl, som spelar en viktig roll i cancer, kan påverka sin aktivitet genom att förändra sin struktur. Upptäckten öppnar för helt nya strategier att behandla olika typer av cancer.

Korta RNA-molekyler i våra celler som kallas mikroRNA reglerar aktiviteten hos budbärar-RNA (mRNA) – molekylen som kodar för byggstenarna i vår kropp, proteinerna. Exakt hur denna reglering går till är inte känt i detalj, men man vet att mikroRNA kan tysta mRNA-molekyler och därmed förhindra proteinproduktion. Därför kan de användas som verktyg eller mål för läkemedelsbehandling, skriver Katja Petzold, docent vid Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik vid Karolinska Institutet, som lett studien.

P53, proteinet som är känt som genomets portvakt och en viktig cancerregulator, aktiverar transkription avmikroRNA 34a (miR-34a) och är i en återkopplingsslingareglerad av miR-34a, riktad mot Sirt1, som inaktiverar
p53. MiR-34a tillhör den klass av mikroRNA som reglerar proteinuttryck via RNA-induced silencing complex – RISC. RISC består av proteinet Argonaute (här hAgo2) som är laddat med en guide-RNA (en miRNA). Guiden kodar information för målet, som behöver regleras, i de första åtta baserna, så kallade seed-sequence. Om seed består av de åtta Watson-Crick-basparen regleras miRNA mest effektivt, och tills nu har man inget annat medel för att förutsäga miRNA-effektiviteten annat än genom sekvensen av seed – åtta av 22 nukleotider av hela mikroRNA.

KÄRNMAGNETISK RESONANS
Vi utforskade därför hur hela miRNA-sekvensen, dess struktur och även strukturändring förklarar regleringseffektiviteten av miRNA med exemplet miR-34a. Vi studerade strukturen av mikroRNA och dess förändringar, för vi vet att en struktur i sig själv inte kan förklara funktionen. Man kan tänka sig det som att en bild av en stängd sax som ser ut som en dolk, bara om den öppnar sig får den funktionen att skära. Tidigare har man sagt att en struktur relateras till en funktion, men nu måste vi utveckla det mer: en RNA-molekyl behöver ändra sin struktur för att uppfylla sina funktioner. En RNA-molekyl kan även ha flera olika strukturer som kan relatera till olika funktioner eller växla mellan att sätta på och stänga av funktionen. I vår studie använde vi kärnmagnetisk resonans (NMR, magnetröntgens atom-upplösta syskon) för att avslöja attmiR-34a ändrar sin struktur via en ändring i basparning(bild, övre del). Vi använde ett avancerat NMR-experiment som heter R1? relaxation dispersion, som kan mäta rörelse av en atom och olika tillstånd/strukturer av denna atom, därtill olika tillstånd som hela miRNA kan befinna sig i.

Dessa tillstånd kallar vi exalterade tillstånd, för att de har lite mer energi, motsvarande en vätebindning, än grundtillståndet. Grundtillståndet är strukturen man kan avbilda med experiment som Kryo-EM eller röntgenkristallografi och är RNA:s mest stabila tillstånd, som molekylen spenderar mest tid i. Exalterade tillstånd är i kemisk jämvikt med grundtillståndet och finns bara under ett ögonblick, till och med kortare än en blinkning. Vi har upptäckt att miR-34a, som formar ett komplex med budbärar-RNA (mRNA) av Sirt 1 (silent information regulator 1: mSirt1), existerar i två olika tillstånd (bilden). Grundtillståndet, som finns 99 % av tiden, och det exalterade tillståndet, som finns 1 % av tiden och har en livslängd på ungefär en millisekund. De två tillstånden är ganska lika och i grundtillståndet är seed bara 6.5 baspar långt (övre del i bilden), vilket förklarar varför den inte nedreglerar så bra. Med ett byte av detta baspar från en Watson-Crick GC till en wobble GU baspar förlängs seed till åtta baspar och gör komplexen maximalt aktiva. Seed-förlängning möjliggör också att resten av miR- 34a kan binda mSirt1 (undre del i bilden) och därför intensifieras hela aktiviteten av RISCen vidare. Strukturen och dynamiska ändringar av strukturen är mätt i en in vitro-miljö, som betyder att den är i en minimalistisk omgivning med bara vatten och salt i små glasrör.

Därför behövde vi visa att denna ändring verkligen händer i en naturlig miljö, i humancellerna. Vi använde en ljusbaserad cellanalys baserad på ett protein som kallas Luciferase, som producerar lika mycket ljus som det finns luciferase- proteinmolekyler. Vi testade detta i HEK-celler och det visade sig att det exalterade tillståndet verkligen var mer aktivt. Grundtillståndet har en förmåga att nedreglera mSirt1 till 50 % av mängden och det exalterade tillståndet kan nedreglera mSirt1 dubbelt så mycket. Dock är det inte lika mycket som man hade förväntat sig från in vitro NMRexperimenten, där skillnaden mellan tillstånden är 100 gånger. Troligt är att jämvikten mellan tillstånden i cellerna inte är densamma som i in vitro-experimentet, till exempel kan grundtillståndet i cellerna bara bli 66 % och det exalterade tillståndet 33% (och därför får vi bara dubbelt så mycket nedreglering), då vi inte vet hur cellernas miljö påverkar jämvikten som vi har studerat. En intressant detalj är att energiskillnaden mellan det två tillstånden är pytteliten, om man bara ändrar lite pH, salt, proteinkoncentration eller någonting annat, kan jämvikten ändra sig helt och snabbt. Därför tror vi att det kan bli en snabb regleringsmekanism i cellerna.

Läs hela artikeln

 

Immunterapi vid pankreascancer?

Efter många, många års basal forskning och minst lika många trevande kliniska försök är idag immunterapi vid cancer en klinisk realitet. Men när det gäller pankreascancer har framstegen dröjt – här förklarar Åke Andrén-Sandberg vad detta sannolikt beror på.

Det mest slående exemplet vad gäller framsteg är kanske malignt melanom, som vid spridning förr var en obotlig sjukdom men som idag någon gång kan botas och ofta hållas i schack av immunterapi1. De mest lyckade immunterapierna hittills är baserade på att T-cellerna kan identifiera cancerceller genom deras unika antigen och sedan döda dem. Immunterapin utnyttjar denna centrala egenskap genom ett flertal identifierade mekanismer, exempelvis förstärkning av de endogena T-cellernas antitumorala aktivitet genom överföring av genetiskt modifierade tumörspecifika T-celler. Därigenom kan man bryta immundämpande funktioner inducerade av cancern, vilka skadar T-cellernas naturliga immunövervakning2. Trots att man kommit långt kunskapsmässigt avseende basal biologi och vid några cancerformer kliniskt, har framstegen uteblivit vid pankreascancer. Det är därför av intresse att veta vad som skiljer pankreascancern från de tumörer där immunterapier lyckats.

PREKLINISKA MODELLER
Duktal pankreascancer har klassiskt beskrivits som tämligen ointressant immunologiskt vad avser djurmodeller eftersom cancern nästan helt saknar intratumorala CD8+ Tceller. När man prövat immunologiska modeller som visat effekt på andra cancertyper har pankreas-cancern sällan haft någon effekt, exempelvis då man prövat interleukin 2, onkolytiska virus, ”checkpoint”-blockad, TGF-beta-inhibitorer, neoantigenvacciner och CD47-blockad3. Även om de som enstaka behandling inte haft någon effekt kan det naturligtvis inte uteslutas att de kan bidra till effekt av kombinationsbehandlingar.

Kronisk inflammation inducerar eller driver tumörprogressionen
Det är känt sedan 1993 kliniskt att kronisk pankreatit kan ge upphov till pankreascancer, men de biologiska mekanismerna har huvudsakligen kartlagts i musmodeller. Det är klarlagt att muterat Kras i dessa modeller är obligata och att komponenter i den inflammaotiska processen driver tumörutvecklingen: interleukin 6, medfödda (”innate”) immunceller och regulatoriska B-celler medan interleukin 13 omvandlar makrofager till tumörstödjande makrofager. CD4+ T-celler producerar interleukin 17 som verkar som tumörpromotorer för vissa cancrar. Utöver detta hämmar CD4+ T-celler CD8+ T-cellers svar på tumörutveckling. Detta bara taget som exempel på det komplexa molekylärbiologiska spelet som gör att kronisk inflammation i pankreas kan utveckla pankreascancer.

Läs hela artikeln

Antihistaminet desloratadin och överlevnad i cancer – så ser det intressanta sambandet ut

Kan en högst vanlig allergimedicin förbättra överlevnaden hos patienter med den allvarliga hudcancersjukdomen malignt melanom? En ny forskningsstudie från Lunds universitet tyder på att så kan vara fallet.
”Tidigare studier har visat att samma antihistaminer har överlevnadsvinster i bröstcancer. Nu ser vi samma sak när det gäller malignt melanom. Men det krävs mer forskning för att konfirmera resultaten”, skriver här professor Håkan Olsson, Lunds universitet. Han är en av forskarna bakom studien som nyligen publicerats i den vetenskapliga tidskriften Allergy.

Antihistaminer är välbeprövade läkemedel vars främsta användning varit vid allergi och närbesläktade tillstånd samt vid autoimmuna sjukdomar. Tidigt utvecklade antihistaminer hade vissa besvärande biverkningar som risk för sedering och hjärtbiverkningar som omöjliggjorde dess användning. Moderna antihistaminer har till stor del varit biverkningsfria förutom lätt sedering i enstaka fall och har globalt använts av miljontals patienter i olika
åldersgrupper. De preparat som framförallt använts i Sverige är cetirizin, ebastin, loratadin, desloratadin, fexofenadin och klemastin.

Tidiga studier av antihistaminer och dess roll vid tumörsjukdomar har varit motsägelsefulla, bland annat beroende på att man inte särskilt olika typer av antihistaminer. Vår forskargrupp kom i kontakt med antihistaminer och dess roll för canceröverlevnad genom att vi i en initial studie  såg en överlevnads-vinst vid bröstcancer hos patienter som hade autoimmuna sjukdomar1. Vid fortsatta analyser kunde vi visa att det inte var autoimmuniteten i sig själv som betingade överlevnadsvinsten utan bruket av antihistaminet desloratadin.

STUDIER AV BRÖSTCANCER
Vid studier av bröstcancer (n=61 627) sammanlänkade vi cancerregister, dödsorsaksregister och läkemedelsregistret i en nationell populationsbaserad studie. Vi valde att studera tidsperioden 2005 till 2013 då desloratadin då fortfarande var under patentskydd. Från cancerregister hämtades födelseår och kalenderår. Sjukdomsstadium imputerades då TNM-stadium var ofullständigt och delvis felaktigt åren 2008–2012 i cancerregistret. Desloratadin uppvisade en signifikant bättre överlevnad både peridiagnostiskt och postdiagnostiskt. Både hos patienter med hormonreceptorpositiva och hormonreceptornegativa tumörer sågs en överlevnadsvinst som väl matchade andra terapimodaliteter. Även en bättre överlevnad sågs hos användare av loratadin och ebastin. Antihistaminerna cetirizin, fexofenadin och klemastin uppvisade ingen överlevnadsvinst mot icke-användare. Då loratadin metaboliseras till desloratadin är det oklart om loratadin har en egeneffekt.

Om man slog ihop användare av desloratadin och loratadin minskade risken för en kontralateral bröstcancer talande för en möjlig preventiv effekt. Den vanliga terapidosen med desloratadin har varit 5–10 mg och i vissa fall med urticaria 20 mg/dag. Data antyder att en högre dos är bättre, men data är inte signifikant, sannolikt beroende på att för få är högdosanvändare. En lag time-analys pekar på att 4 års behandling är bättre än 1 års behandling. Resultaten vid bröstcancer har redovisats på ASCO, AACR och San Antonio Breast Conference5-8. Bröstcancerstudien är nu publicerats i Acta Oncologica3. Patent för desloratadin-behandling av bröstcancer har erhållits i USA och Europa.

Läs hela artikeln

Unik databas med biomarkörer kan ge ny kunskap om tjock- och ändtarmscancer  

En databas med närmare 1 000 biomarkörer för diagnos av tjock- och ändtarmscancer, läkemedelsbehandling och sjukdomsprognos. Det är resultaten av en ny avhandling i biomedicin av Xueli Zhang vid Örebro universitet.

Databasen är den första i sitt slag med samlad information om biomarkörer kopplade till tjocktarmscancer och ändtarmscancer, även kallat kolorektalcancer. Med hjälp av biomarkörerna kan man bland annat tidigt avgöra vilka som kommer att insjukna och hur de drabbade kommer att svara på läkemedelsbehandlingen – något som leder till en bättre prognos för patienten.

– Min förhoppning är att databasen ska komma till stor nytta för forskningen om kolorektalcancer, säger doktoranden Xueli Zhang.

Just nu finns det totalt 870 biomarkörer samlade i databasen och de är indelade i tre kategorier: diagnos, behandling och prognos. Xueli Zhang har inkluderat biomarkörer med koppling till tjock- och ändtarmscancer från mer än 1 000 vetenskapliga artiklar.

– Vårt mål är att fortsätta uppdatera databasen med nya biomarkörer och det är också viktigt att vi utökar och utvecklar databasens funktioner, säger han.

Förutspå nya biomarkörer

I en delstudie har Xueli Zhang också använt maskininlärning för att med hjälp av databasens biomarkörer förutspå nya biomarkörer för tjocktarmscancer och ändtarmscancer. Det resulterade i tolv nya biomarkörer som potentiellt kan användas för att diagnosticera sjukdomen. Några av dessa har sedan testats i vävnadsprover.

I frisk vävnad var till exempel nivåerna av biomarkören Chromogranin-A (CHGA) normala, men nästan obefintliga i vävnad från patienter med tjock- och ändtarmscancer.

– Mitt mål är att fortsätta förutspå nya biomarkörer med hjälp av maskininlärning som på sikt kan användas för mer pålitlig diagnos av kolorektalcancer i ett tidigt skede, säger Xueli Zhang.

 

Till Colorectal Cancer Biomarker Database: http://sysbio.suda.edu.cn/CBD/

Avhandlingen i sin helhet: ”Biomarkers for Diagnosis, Therapy and Prognosis in Colorectal Cancer: a study from databases, machine learning predictions to laboratory confirmations”

Specialiserade celler driver tillväxt och spridning av skivepitelcancer

Forskare från KTH/SciLifeLab och Stanford har identifierat en ny typ av cancerceller som får hudcancer att växa och sprida sig ur sin miljö. Upptäckten kan ge ökad förståelse även för andra cancertyper och kan leda till att nya mål för läkemedel undersöks. Resultaten, som nyligen publicerades i en artikel i den vetenskapliga tidskriften Cell, refereras här av forskaren Kim Thrane.

Där tumörer angränsar till omgivande frisk vävnad finns en nyupptäckt typ av cancerceller som är specialiserade på att hjälpa tumören att växa och sprida sig. Dessa utgör bara en liten del av alla cancerceller i en tumör, men har en stor  inverkan på sjukdomsförloppet, exempelvis genom att aktivera celldelning i andra cancerceller eller genom att dämpa immunresponser och därmed hjälpa tumören att undkomma kroppens immunförsvar.

Dessa relativt få cancerceller spelar alltså en avgörande roll för tumörens tillväxt och spridning, men fram tills nu har vi inte vetat om att de existerar. Att blockera signalvägar som den här typen av cancerceller använder sig av
skulle kunna bli en framtida behandling för skivepitelcancer, och möjligen också andra cancerformer. Upptäckten skulle med andra ord kunna vara av stor betydelse för kommande behandlingsmetoder.
I samarbete med Stanford University School of Medicine i USA har vi från Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) genomfört en utförlig kartläggning av skivepitelcancer i huden1. Skivepitelcancer drabbade år 2016 cirka 6 500 personer i Sverige och är den hudcancerform som ökar mest. Många fall kan botas med operation och eventuellt strålbehandling, men spridd sjukdom behandlas vanligen med cytostatika och immunterapi som blockerar PD-1/PD-L12.

PROTOTYP FÖR CARCINOM
Skivepitelcancer uppstår i celltypen keratinocyter i hudens yttersta lager, epidermis. Epidermis har normalt en ordnad struktur där keratinocyter delar sig vid basalmembranet och sedan förskjuts uppåt och blir plattare i takt med att de kommer närmare hudytan där de till slut dör. Vid skivepitelcancer störs emellertid denna struktur och basalmembranet invaderas av cancerceller. Detta förlopp är mycket likt det som sker när cancer uppstår i annan  epitelvävnad i kroppen, såsom magtarmkanalen, luftvägar och runt olika organ.

Cancer som uppstår i epitelceller kallas gemensamt carcinom och omfattar ungefär 90 procent av alla cancerfall. Skivepitelcancer kan därför fungera som en prototyp för carcinom och vi tror att resultaten från denna studie kan ge ökad förståelse för tillväxt och spridning av många former av cancer. En fördel med att studera just skivepitelcancer är att både tumörer och motsvarande normal vävnad är relativt lättillgänglig, och förutom att analysera tumörer från tio patienter har vi inkluderat normal hudvävnad från alla patienter. På så sätt har vi kunnat identifiera skillnader som uppstår i vävnaden runt omkring en tumör, utöver just cancercellerna.

Läs hela artikeln