Blogger: Siver Moestue, førsteamanuensis ved Institutt for laboratoriemedisin, barne- og kvinnesykdommer og Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk
Det metabolske fingeravtrykket (et øyeblikksbilde av alle de kjemiske prosessene) i en kreftsvulst kan avsløre hvorvidt kreftcellene har spredd seg til andre steder i kroppen og dannet såkalte metastaser. I mange kreftsykdommer, som for eksempel brystkreft, prostatakreft og malignt melanom, er det ikke nødvendigvis primærsvulsten som utgjør den største risikoen for alvorlig sykdom og død. Derimot er det ofte svært farlig dersom kreftcellene klarer å rive seg løs og slå seg ned i andre organer, og danne såkalte metastaser. Dersom man kunne finne måter å forebygge spredning på ville trolig mange pasienter kunne leve mye lenger og kanskje bli kurert for sin kreftsykdom. Forskere er derfor svært interessert i å forstå hva som driver kreftcellene til å rive seg løs fra modersvulsten og hvordan de klarer å etablere en ny svulst i et annet organ.
Kan forutsi spredning med over 90% sikkerhet
Nå har vi ved MR-senteret på NTNU, i samarbeid med Professor Einar Rofstad ved Radiumhospitalet, funnet en ny brikke i puslespillet. Med utgangspunkt i en eksperimentell modell av ondartet hudkreft (malignt melanom), har forskergruppen vist hvordan det metabolske fingeravtrykket til en kreftsvulst kan forutsi hvorvidt den har spredd seg til andre organer eller ikke. Vi har studert genetisk identiske melanom i en modell der det er ca 50% sjanse for at det oppstår spredning til nærliggende lymfeknuter eller til lungene. Så har vi sammenlignet det metabolske fingeravtrykket i svulster som har spredd seg med det i svulster uten spredning. Ved å gjøre en avansert statistisk analyse kunne vi, basert på den metabolske informasjonen, forutsi spredning med godt over 90% sikkerhet.
De metabolske fingeravtrykkene gjenspeilet oksygennivået i svulstene, noe som tyder på at tilfeldige forskjeller i svulstenes mikromiljø kan være med på å drive spredning av kreftceller. Det betyr trolig at kreftceller under gitte betingelser gjør metabolske tilpasninger til et ugjestfritt miljø, samtidig som de blir i stand til å rive seg løs fra primærsvulsten.
Det er svært interessant dersom det viser seg at kreftcellene er avhengige av en metabolsk omprogrammering for å kunne spre seg til andre organ. Dette vil i så fall åpne opp for muligheten til å forebygge metastasering med legemidler som blokkerer denne omprogrammeringen.
Figur C viser hvordan vi kan skille svulster med spredning (røde sirkler) fra svulster uten spredning (blå kvadrat). Figur D viser at svulster som har spredd seg har høyt nivå av aminosyren glysin, samt forbindelsene fosfokolin og kreatin. Svulster som ikke har spredd seg har høyt nivå av laktat (melkesyre).
Ikke en diagnostisk test
Det er viktig å understreke at forskningsresultatene først og fremst er et skritt videre på veien i å forstå sykdomsmekanismer, og at metoden ikke er ment å brukes som en diagnostisk test for metastaser. Vi har studert genetisk identiske svulster for å kunne påvise hvilke cellulære mekanismer som må aktiveres før cellene river seg løs fra primærtumoren. På denne måten har vi vist at melkesyreproduksjon er en avgjørende egenskap i noen typer melanom, mens det i andre typer kreves en omprogrammering av blant annet lipidmetabolismen. I disse svulstene ser det ut til at mikromiljøet er en avgjørende faktor for metastaseringen. Den videre forskningen vil ta sikte på å klarlegge hvorfor noen svulster må gjennom en metabolsk reprogrammering for å kunne spre seg, mens andre har en iboende evne til å metastasere uten å gjennomgå reprogrammering.
Neste steg
Vi har pirket i overflaten på et interessant fenomen, og sett hvilke metabolske systemer som er involvert i spredning av kreftceller. Det neste steget blir å finne ut hvorfor noen svulster er avhengige av denne mekanismen, mens andre tydeligvis ikke er det. Trolig har dette med kreftcellenes mutasjonsprofil å gjøre. Deretter må vi forsøke å finne ut om vi kan bruke denne kunnskapen til å stoppe spredning av kreft, slik at funnene våre kan brukes i pasientbehandling i fremtiden.
Forskningen er gjennomført med støtte fra Kreftforeningen og Forskningsrådet.
Referanse:
Gorad SS et al. Identification of Metastasis-Associated Metabolic Profiles of Tumors by (1)H-HR-MAS-MRS. Neoplasia (2015) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26585232