Nytt sätt att blockera cancercellens förmåga att reparera sin arvsmassa vid strålningsterapi med en ny läkemedelsmolekyl

Hälften av alla cancerpatienter kommer att strålbehandlas någon gång under sin cancerbehandling. Nu har ett forskarlag lett från Karolinska Institutet hittat ett nytt sätt att göra cancerceller känsliga för strålningsterapi. I studien, som publiceras i Nature Communications, visar forskarna hur man kan blockera cancercellernas förmåga att reparera sin arvsmassa och därmed stoppa cancercellernas överlevnad. Forskarna hoppas att upptäckten kan ligga till grund för nya sätt att behandla cancer i framtiden.

Nästan hälften av alla cancerpatienter kommer att strålbehandlas någon gång under sin cancerbehandling. Strålbehandling verkar genom att inducera skador på arvsmassan vilket leder till att cancercellen dör om skadorna inte repareras. Tyvärr så skadar även strålbehandlingen arvsmassan i friska celler vilket ofta ger biverkningar och begränsar mängden strålning som kan användas. För att hitta nya sätt att specifikt göra cancerceller extra känsliga mot strålningsterapi har forskare vid Karolinska Institutet och Kancera AB identifierat ett nytt sätt som cancerceller använder för att reparera sitt DNA.

I den aktuella studien upptäckte forskarna att cancerceller använder i detta sammanhang hittills okänt protein för att laga DNA skador som uppkommer vid strålningsterapi. För första gången kunde man se att proteinet lokaliserar till skador i arvsmassan i cellkärnan där proteinet reglerar cancercellens förmåga att reparera sin arvsmassa och därmed överleva vid strålbehandling.

I samarbete mellan forskargrupperna på Kancera AB och Karolinska Institutet, utvecklade forskarna en läkemedelsmolekyl, KAN0439757, som blockerar proteinet och dess förmåga att reparera skador på arvsmassan. Forskarna kunde visa i laboratoriet att cancercellernas överlevnad stoppades vid strålning när man behandlade med den nya läkemedelsmolekylen medan normala, friska celler inte påverkades.

”Det är känt att mängden av PFKFB3 är mycket högre i cancerceller än i friska celler. Men att identifiera att PFKFB3 reglerar reparation av arvsmassan vid strålningsterapi är banbrytande och väldigt spännande. Hälften av alla cancerpatienter genomgår strålningsterapi någon gång under sin cancerbehandling. ” säger Nina Gustafsson, Assistant Professor och Teamledare i Translationell Medicin vid institutionen för onkologi-patologi, Karolinska Institutet, som lett studien tillsammans med professor Thomas Helleday vid samma institution.

Syftet med projektet var från början att försöka förstå hur cancerceller reparerar skador på sin arvsmassa. Då vanliga, friska celler inte är beroende av PFKFB3 för fungerande DNA reparation, är det möjligt att kombinationsbehandling med strålning eller kemoterapi kommer att vara väl tolererad med få biverkningar. Målet är nu att vidareutveckla läkemedelsmolekylen och lägga grunden för en ny cancerbehandling med mindre biverkningar än de behandlingar som idag finns tillgängliga.

Studien leddes av forskare på Karolinska Institutet med anknytning SciLifeLab och Kancera AB och i samarbete med forskare från Stockholms universitet, University of Sheffield, Sprint Bioscience, Roma Tre University, Emory University School of Medicine med fler. Forskningen har finansierats av Svenska Sällskapet för Medicinsk Forskning, European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Sklodowska-Curie grant samt Torsten Söderbergs och Ragnar Söderbergs stiftelse med flera.

Publikation

Targeting PFKFB3 radiosensitizes cancer cells and suppresses homologous recombination
Gustafsson NMS, Färnegårdh K, Bonagas N, Huguet Ninou A, Groth P, Wiita E, Jönsson M, Hallberg K, Lehto J, Pennisi R, Martinsson J, Norström C, Hollers J, Schultz J, Andersson M, Markova N, Marttila P, Kim B, Norin M, Olin T, Helleday T
Nature Communications online 24th of September doi: 10.1038/s41467-018-06287