Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Eiwit toont tumorselectieve werking

De bijzondere tumorselectieve eigenschappen van apoptin zijn als eerste in de wereld in Leiden ontdekt. Onze studies tonen aan dat PTD4-apoptin eiwit in potentie ontwikkeld kan worden tot een veilig en effectief nieuw antitumormiddel.

PTD4-apoptin toont in vivo zijn tumorselectieve werking

Het eiwit apoptin, dat is afgeleid van een kippenvirus, heeft bijzondere eigenschappen: In normale gezonde cellen wordt het eiwit onschadelijk gemaakt en uiteindelijk afgebroken. In kankercellen, echter, is apoptin in staat een genetisch geprogrammeerd celdood mechanisme aan te zetten. Dit is zeer opmerkelijk, omdat juist in kankercellen dit celdood mechanisme in veel gevallen niet meer goed functioneert. De ontspoorde kankercellen kunnen door hun defect geraakte celdoodmachinerie niet onschadelijk worden gemaakt en zullen uitgroeien tot een tumor.

Samenwerking met Chinese onderzoekers

De bijzondere tumorselectieve eigenschappen van apoptin hebben wij hier in Leiden als eerste in de wereld ontdekt. Ondertussen wordt er wereldwijd door een groot aantal instituten onderzoek gedaan naar het mechanisme van apoptin-geïnduceerde celdood en mogelijke toepassingen voor een nieuwe antikankertherapie ontwikkeld. Sinds enkele jaren werken wij, gesubsidieerd door de KNAW, samen met onderzoekers van het Tongji Medical College, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, China aan apoptin. 

Figuur 1. In-vivo tumorstudies tonen aan dat alleen tumorcellen gevoelig zijn voor het PTD4-apoptin eiwit. PTD4-apoptin eiwit, opgebracht op de huid (links) van tumordragende muizen, dringt door de (epi)dermale en subcutane lagen (paarsachtig gebied) en schakelt in tumorcellen (de bruine cellen aan de rechterzijde) het celdoodproces aan (TUNEL assay). Merk op dat dode cellen uit de buitenste laag van de epidermis, zoals verwacht, wel bruin aankleuren.

Hier beschrijven wij onze jongste gemeenschappelijke experimenten, die binnenkort gepubliceerd zullen worden in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift “International Journal of Cancer”.

PTD4-apoptin eiwit

Fusie van een zogenaamd “protein-transduction domain” (PTD4) aan het apoptin eiwit zorgt ervoor dat dit fusieproduct opgenomen kan worden door cellen onder weefselkweekcondities, maar ook normale en tumorcellen in een muis kan binnendringen. Dr Jun Sun produceerde het PTD4-apoptin eiwit met behulp van speciale bacteriekweken. Fusie van PTD4 aan apoptin eiwit had geen nadelig effect op de tumorselectieve eigenschappen van apoptin. In-vitro weefselkweekstudies lieten zien dat PTD4-apoptin net zoals apoptin eiwit in humane tumorcellen naar de celkern gaat en in normale cellen in het cytoplasma blijft. PTD4-apoptin induceerde alleen celdood in humane tumorcellen en niet in normale cellen.

In-vivo preklinische tumorstudies

Vervolgens hebben wij in muizenmodellen onderzocht of PTD4-apoptin eiwit in staat is selectief tumorcellen te doden. Hiertoe werden in immuundeficiente muizen onderhuids menselijke tumoren aangebracht. De tumoren werden behandeld door op de huid, die de tumoren bedekte, PTD4-apoptin of PTD4-EGFP controle eiwit op te brengen. De resultaten lieten zien dat PTD4-apoptin eiwit de tumorgroei van 3 verschillende humane tumortypen, in tegenstelling tot de behandeling met het controle fusie-eiwit, kon remmen. 

Histologische analysen lieten zien dat PTD4-apoptin eiwit aanwezig was in zowel het (epi)dermale en subcutane weefsel, bovenop het tumorweefsel, als ook in het tumorweefsel zelf. Met behulp van een “celdoodtest (TUNEL assay)” konden we aantonen dat PTD4-apoptin eiwit alleen in tumorcellen celdood kan induceren en niet in de normale cellen (bruine kleuring in Figuur 1). Dit resultaat is het bewijs dat (PTD4)apoptin eiwit door normale cellagen kan dringen en deze ongemoeid laat, maar zodra het tumorcellen bereikt in deze cellen celdood kan induceren.

Klinische relevantie

Onze studies en in het bijzonder de muizenstudies tonen aan dat PTD4-apoptin eiwit in potentie ontwikkeld kan worden tot een veilig en effectief nieuw antitumormiddel. Echter, voordat PTD4-apoptin richting klinische trials kan gaan, zullen nog een aantal technische problemen verholpen moeten worden. Dit neemt niet weg dat het PTD4-apoptin eiwit heel bijzondere eigenschappen bezit die de fundamentele en toegepaste (klinische) onderzoeksaandacht meer dan verdienen.