Anjing dengan kanker mematikan membantu para ilmuwan memecahkan kode penyakit manusia langka

Golden Labrador Retriever membuka mulut di atas rumput hijau (foto oleh Orlando Tapia di Unsplash)

Gainesville, Florida – Para ilmuwan yang mempelajari kanker agresif yang mempengaruhi ribuan anjing setiap tahun telah menemukan tanda tangan genetik yang dapat memegang kunci untuk mengobati kanker manusia yang sangat langka. Penemuan mereka mengungkapkan bagaimana mutasi tunggal dapat mengubah pembuluh darah normal menjadi yang ganas, sementara secara bersamaan membajak sistem kekebalan tubuh. Ini adalah temuan yang dapat menyebabkan perawatan yang lebih efektif untuk kedua spesies.

Diterbitkan di Terapi Gen Kankerpenelitian yang dipimpin oleh peneliti University of Florida menunjukkan bagaimana mutasi genetik spesifik memperkuat respons sistem kekebalan tubuh Angiosarkomakanker agresif yang mempengaruhi pembuluh darah. Dengan memeriksa kasus manusia dan anjing, para peneliti menemukan mekanisme penting yang dapat membantu mengembangkan perawatan yang lebih efektif untuk penyakit yang jarang tetapi menghancurkan ini.

Untuk anjing yang didiagnosis dengan hemangiosarcoma, prospeknya sangat suram. Hanya 10% bertahan lebih dari satu tahun, dan tidak ada yang berhasil dua tahun terakhir. Kanker agresif ini tumbuh diam-diam sebelum tiba-tiba pecah, sering kali menyebabkan keadaan darurat yang mengancam jiwa. Sementara breed apa pun dapat mengembangkan hemangiosarkoma, golden retriever yang lebih tua menghadapi risiko yang sangat tinggi.

Para ilmuwan dari UF's College of Veterinary Medicine dan UF Health Cancer Center menyelidiki bagaimana mutasi pada gen yang disebut PIK3CA berdampak pada perkembangan dan perkembangan angiosarkoma. Kanker langka ini, yang mempengaruhi sekitar 1.000 orang Amerika setiap tahun, terbentuk ketika sel -sel yang melapisi pembuluh darah menjadi ganas, menciptakan pembuluh yang tidak teratur dan bocor yang sering menyebabkan perdarahan yang parah.

Membuat masalah lebih kompleks, para peneliti menemukan bahwa Hemangiosarcoma tidak hanya membuat pembuluh darahnya sendiri, itu secara aktif membajak sel -sel sehat di dekatnya, memaksa mereka untuk membantu membangun jaringan pembuluh darah yang memberi makan tumor. Yang lebih penting lagi, mutasi spesifik pada gen PIK3CA menyebabkan sel kanker memancarkan sinyal yang membingungkan sistem kekebalan tubuh.

Menggunakan teknik rekayasa genetika yang canggih, para peneliti menciptakan garis sel khusus yang membawa mutasi PIK3CA spesifik yang biasa ditemukan pada pasien manusia dan anjing. Mutasi ini terjadi pada sekitar 20% kasus manusia dan 30% kasus anjing, menjadikannya target yang signifikan untuk penyelidikan.

“Teman-teman manusia berkaki empat terbaik membantu kami melakukan penelitian kanker berkualitas tinggi,” kata Jon Kim, DVM, Ph.D., seorang asisten profesor di College dan peneliti utama studi tersebut, dalam sebuah pernyataan. “Kami belajar banyak tentang biologi kanker manusia dari mempelajari kanker pada anjing.”

Dalam percobaan laboratorium, tim peneliti menemukan bahwa sel -sel hemangiosarkoma memiliki kemampuan unik untuk merangsang produksi sel darah. Proses ini dapat mempengaruhi generasi sel kekebalan “ramah kanker”, secara efektif membingungkan sistem kekebalan tubuh dan memungkinkan pertumbuhan kanker. Pekerjaan tim menunjukkan bahwa proses ini dapat didorong oleh gen PIK3CA mutan, menunjukkan kemungkinan terapi baru.

Secara khusus, sel dengan gen PIK3CA bermutasi mengembangkan tanda tangan molekuler yang berbeda yang meningkatkan pensinyalan sistem kekebalan tubuh. Mutasi ini memicu peningkatan produksi beberapa protein sistem kekebalan tubuh yang penting, termasuk interleukin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8), dan MCP-1. Pikirkan protein ini sebagai “suar darurat” seluler yang memanggil bala bantuan sistem kekebalan tubuh.

Selain itu, para peneliti menemukan bahwa mutasi ini memprogram ulang bagaimana sel kanker memproses energi. Beberapa sel bermutasi menjadi lebih tergantung pada glukosa untuk energi (mirip dengan bagaimana mobil mungkin lebih suka bahan bakar oktan tinggi), sementara yang lain mengembangkan respirasi mitokondria yang ditingkatkan (seperti memiliki mesin yang lebih efisien).

Sementara para ilmuwan telah mengetahui tentang mutasi PIK3CA pada kanker manusia selama bertahun -tahun, mereka belum sepenuhnya memahami bagaimana mutasi ini mempengaruhi pertumbuhan kanker dan respons pengobatan. “Penelitian baru ini memberi kita wawasan kritis yang dapat menyebabkan terapi baru untuk kedua pasien anjing hemangiosarkoma dengan mutasi ini dan pasien manusia dengan angiosarkoma,” jelas Kim.

Mungkin yang paling penting, penelitian ini mengidentifikasi kelemahan potensial dalam bagaimana sel -sel kanker yang bermutasi ini merespons obat spesifik yang disebut alpelisib, yang menargetkan protein PIK3CA. Sementara beberapa sel kanker menunjukkan sensitivitas terhadap obat, yang lain menunjukkan resistensi melalui berbagai mekanisme molekuler, terutama melalui jalur yang disebut pensinyalan MAPK.

Memahami mekanisme resistensi ini sangat penting karena alpelisib sudah disetujui FDA untuk mengobati jenis kanker payudara tertentu dengan mutasi PIK3CA. Penelitian ini menunjukkan bahwa menggabungkan alpelisib dengan obat yang menargetkan jalur MAPK mungkin memberikan hasil pengobatan yang lebih baik untuk pasien angiosarkoma.

Sementara kelangkaan angiosarkoma manusia secara historis telah menghambat upaya penelitian, membuatnya sulit untuk mengumpulkan data yang cukup untuk uji klinis yang bermakna, tingginya insiden hemangiosarkoma pada anjing memberi para peneliti model alami yang sangat berharga untuk studi. “Kami melihat banyak anjing dengan hemangiosarkoma di klinik veteriner,” kata Kim. “Kami berharap pekerjaan kami akan bermanfaat, tidak hanya untuk anjing yang sakit, tetapi juga untuk pasien manusia dengan penyakit yang mengerikan ini.”