O echipă de cercetători de la Institutul Max Planck, din Germania, a descoperit cu ajutorul spectrometriei de masă primul subtip proteomic al unui cancer de sânge agresiv.
Pentru a trata mai bine pacienţii diagnosticaţi cu leucemie mieloidă acută - LMA, cercetătorii trebuie să înţeleagă procesele patologice care au loc la nivel celular şi să facă distincţia între diferite subgrupuri ale bolii. Folosind analize de genetică şi proteomică, cercetătorii de la Institutul de Biochimie Max Planck din Martinsried, împreună cu parteneri de la Spitalul Universitar din Frankfurt, Centrul German de Cercetare a Cancerului (DKFZ), precum şi Consorţiul German de Cancer (DKTK), au descoperit un nou subtip de leucemie mieloidă acută. Acest subtip prezintă cantităţi crescute de proteine mitocondriale, precum şi un metabolism mitocondrial modificat. În testele de laborator, aceste celule, botezate Mito-LMA, pot fi combătute mai eficient cu inhibitori împotriva respiraţiei mitocondriale decât cu chimioterapia convenţională.
Leucemia mieloidă acută este un cancer agresiv care originează în celulele sanguine. Când în genomul celulelor sanguine imature din măduva osoasă au loc anumite mutaţii, celulele pot deveni maligne şi pot supraaglomera măduva osoasă, locul în care sunt produse în mod normal celulele sanguine. Astfel, celulele leucemice suprimă celulele sanguine normale, ceea ce provoacă infecţii, sângerări şi, în ultimă fază, decesul pacienţilor. Majoritatea celor diagnosticaţi cu LMA sunt trataţi cu chimioterapie.
Într-un studiu multidisciplinar, cercetătorii au studiat proteomul (totalitatea proteinelor), celulelor LMA. Prin combinarea datelor proteomice şi genomice, cercetătorii au identificat mai multe subgrupuri LMA cu caracteristici biologice specifice. Între aceste subgrupuri, cercetătorii au identificat subtipul Mito-LMA doar la nivel de proteom, cauză pentru care nu a fost descoperit până acum. Studiind noul subtip cercetătorii au descoperit că Mito-LMA se caracterizează printr-un număr mare de proteine mitocondriale şi un metabolism mitocondrial modificat şi prezintă rezistenţă clinică la chimioterapie.
Posibilă abordare de terapie
Întrucât mitocondriile sunt uzinele electrice ale celulelor, echipa de cercetare a studiat modificările metabolice specifice ale bolii în Mito-LMA pentru a determina dacă acestea pot fi exploatate terapeutic. Într-o serie de experimente, ei au descoperit că medicamentele care interferează cu respiraţia mitocondrială sunt foarte eficiente în culturile de celule cu Mito-LMA şi, prin urmare, ar putea fi o terapie mai eficientă în comparaţie cu chimioterapia tradiţională. Aceşti agenţi includ şi medicamentul venetoclax.
În ultimele decenii, studiile genomice au revoluţionat înţelegerea bolii la nivel molecular şi au pus bazele terapiilor personalizate. Identificarea subtipurilor moleculare ale bolii, a permis noi abordări terapeutice personalizate, dar în ciuda acestor evoluţii prognosticul pentru LMA a rămas slab, evidenţiind nevoia urgentă de a înţelege mai bine procesele modificate patologic în LMA pentru a căuta terapii mai eficiente.
Pentru a studia profilul de expresie al proteinelor din celulele cu LMA, cercetătorii au folosit spectrometria de masă. Această tehnologie permite identificarea şi cuantificarea proteinelor prin determinarea greutăţii lor specifice. Cercetătorii pot afla astfel ce proteine sunt prezente în celulele modificate patologic şi în ce cantitate. În paralel, echipa a examinat genomul uman al celulelor cu LMA folosind tehnologii de secvenţiere ADN şi ARN.
„Descoperirea subsetului Mito-LMA demonstrează enormul potenţial al tehnologiei proteomice de a identifica biomarkeri relevanţi clinic şi noi ţinte de medicamente. Studiul nostru arată clar că datele genomice şi proteomice se completează reciproc, permiţându-ne să elucidăm aspecte ale biologiei bolilor nedescrise anterior şi să identificăm abordări inovatoare de tratament“, a declarat Matthias Mann, de la institutul de biochimie Max Planck, care a condus echipa de cercetare împreună cu Thomas Oellerich şi Hubert Serve, ambii clinicieni la Spitalul Universitar Frankfurt.
„Abordarea noastră a dus la descoperirea de noi subgrupuri moleculare de LMA cu relevanţă clinică. Studiul oferă o sistematică proteomică ca bază pentru o mai bună înţelegere moleculară şi clasificare clinică a LMA“, a completat Thomas Oellerich.
Descoperirea a fost posibilă printr-o colaborare strânsă între oamenii de ştiinţă şi clinicienii de la Universitatea din Frankfurt şi Alianţa de Cercetare pentru Leucemie (SAL), o reţea naţională care urmăreşte să îmbunătăţească tratamentul pentru leucemia mieloidă acută. „Descoperirile ne ajută să înţelegem de ce unii pacienţi răspund mai bine la diferite forme de terapie decât alţii“, a concluzionat Hubert Serve.
Studiul a fost publicat la începutul lunii în Cancer Cell. În continuare, cercetătorii vor să testeze rezultatele de laborator în studii pe pacienţi.
