2020年5月4日訊 /
生物谷BIOON /——耐藥性是癌症治療的主要障礙,導致許多患者復發。在一項發表在Nature Cell Biology上的新研究中,斯託爾斯醫學研究所、堪薩斯城兒童慈善醫院和堪薩斯大學癌症中心的研究人員報告了一種克服
白血病的耐藥性的有前途的新策略,只需要使用目標劑量的廣泛使用的化療藥物阿黴素。
研究人員發現,低劑量的蒽環類
抗生素阿黴素抑制了兩種分子途徑之間的相互作用,這兩種分子途徑緊密合作,促進了
腫瘤的生長和對治療的耐藥性。這項研究的作者說,這種靶向方法還為癌症靶向免疫細胞發揮作用掃清了道路,這是一項出人意料的新發現。
圖片來源:Mark Miller, Stowers Institute
堪薩斯城兒童慈善醫院研究員John M. Perry博士說:"低劑量的阿黴素實際上刺激了免疫系統,而典型的臨床劑量是免疫抑制,不加選擇地殺死健康的免疫細胞。"他在斯託爾斯完成了博士後工作,是該報告的第一作者。
這些發現是斯託爾斯研究所、兒童慈善醫院、堪薩斯大學癌症中心和其他機構的研究人員進行了長達10年的合作努力的結果,他們的研究是從正常、健康的
幹細胞如何自我更新演變而來的。
在他們的早期研究中,斯託爾斯研究所的研究員Linheng Li博士和研究專家Xi He博士表明,蛋白激酶Akt可以通過磷酸化β-連環蛋白來增強Wnt信號,從而促進腸道內的
腫瘤發生。Perry進一步研究了造血系統中Wnt/β-連環蛋白和PI3K/Akt通路。Perry通過對Wnt/β-連環蛋白和PI3K/Akt通路進行基因修飾的小鼠模型發現,這兩種通路協同驅動
幹細胞更新,從而導致過度的造血
幹細胞生成。但是,不僅僅是幹細胞的擴張,這些通路的永久激活也導致了小鼠白血病的發生。出於好奇,研究人員將他們的重點轉移到抑制這些途徑之間的相互作用,並以白血病
幹細胞為目標。
許多直接針對Wnt/β-連環蛋白或PI3K/Akt通路的藥物最終都會失敗,因為癌細胞對它們產生了耐藥性,而廣泛作用的化療藥物可能會產生嚴重的副作用和全身毒性。研究人員與美國堪薩斯大學(KU)癌症中心的Scott Weir博士和Anuradha Roy博士合作,在該中心的小分子資料庫中尋找不同的化合物。
"我們的想法是找到一種藥物,其目標是阻斷Wnt/β-連環蛋白和PI3K/Akt之間的相互作用,降低毒性,"Li說,她是斯託爾斯和KU癌症中心之間的聯絡人,也是該中心癌症生物學研究項目的聯合負責人。
該團隊進行了高通量藥物篩選,結果顯示阿黴素在抑制這兩種途徑的相互作用方面效果最好。他們發現,這種藥物在低劑量的情況下也能發揮作用,這比使用高劑量的化療藥物更有優勢,因為高劑量的化療藥物會對一些患者造成持久的心臟損傷。
來自兒童白血病患者的樣本也是這項研究的重心。在化療前後收集每個患者的
診斷樣本,以比較治療耐藥性白血病幹細胞和治療敏感性白血病
幹細胞的效果。然後,這些樣本被移植到小鼠體內,以檢測它們是否患上白血病,以及低劑量阿黴素治療是否提高了它們的存活率,並降低了白血病的發展。
Perry說:"我們發現,接受帶有耐藥性白血病幹細胞的患者樣本移植的小鼠迅速發展為白血病,但低劑量阿黴素治療通過減少白血病幹細胞提高了存活率。然而,接受沒有耐藥性白血病幹細胞的病人樣本移植的小鼠對低劑量阿黴素治療沒有反應。這些結果表明,通過低劑量阿黴素治療,至少在體內動物模型試驗中,可以降低來自患者的化療耐藥白血病
幹細胞的功能。"
在小鼠模型試驗成功後,研究人員與東北大學癌症中心的Tara Lin博士合作進行了一項小規模
臨床試驗,以測試低劑量蒽環類藥物對患有治療性急性髓系白血病(AML)的成年人的治療效果。該試驗使用了柔紅黴素,一種與阿黴素同屬一類的化療藥物,廣泛用於AML的治療。在治療前和治療後立即收集骨髓樣品。一半的研究參與者對治療有反應,並且白血病幹細胞的數量減少,這些
幹細胞顯示出Akt激活的β-連環蛋白
生物標誌物。
除了這些令人鼓舞的結果,這項全面的研究還揭示了關於免疫逃逸的驚人見解--這是癌症發展的一個標誌,癌細胞在此過程中逃避免疫系統並增殖。他們發現白血病幹細胞表達多種被稱為免疫檢查點的蛋白質,這些蛋白質關閉了免疫反應,否則可能識別和消除白血病幹細胞。另一個團隊成員Fang Tao博士發現β-連環蛋白與多個免疫檢查點基因位點結合。低劑量阿黴素治療降低了這些免疫檢查點的表達,包括PD-L1、TIM3和CD24,這使具有耐藥性的白血病
幹細胞被免疫介導的細胞殺傷。
今後,Perry正在進行進一步的研究,以了解如何篩選其他藥物,協同低劑量阿黴素殺死耐藥細胞,同時重新激活兒童患者的抗癌免疫。他的團隊最近在兒科患者中開展了一項低劑量阿黴素的
臨床試驗。Li實驗室正在研究類似的策略,以克服包括
乳腺癌、膠質母細胞瘤和結腸癌在內的實體
腫瘤的耐藥性。
Li說:"這項研究有望成為一種克服癌症治療的耐藥性和免疫逃逸更有效的策略,它可以與其他癌症治療結合使用,包括化療、放療、白血病和其他類型癌症患者的免疫治療。"
低劑量阿黴素也避免了高劑量阿黴素的嚴重副作用,可能為患者提供更好的生活質量。高劑量的阿黴素會損害心肌。即使患者能長期存活,高毒性抗癌治療也常常會導致長期的健康問題,縮短預期壽命。
Perry說:"兒科病人應該再活半個世紀或更長時間,因此我們需要更好地工作,不僅確保長期生存,而且確保健康和富有成效的生活。"(生物谷Bioon.com)
參考資料: