Исследователи использовали компьютерный анализ для определения новой ахиллесовой пята для лечения лекарственно-устойчивого рака груди. Результаты, опубликованные в Molecular Systems Biology, показывают, что нарушение метаболизма глюкозы является эффективной терапевтической стратегией для лечения опухолей, которые приобрели устойчивость к препаратам первой линии против рака, таким как лапатиниб.
"Рост и выживаемость раковых клеток часто может быть нарушена лечением лекарствами, которые препятствуют действию одного или нескольких онкогенов," сказал Прахлад Рам, старший автор исследования и профессор онкологического центра доктора медицины Андерсона Техасского университета, Хьюстон, Техас. "Однако клинические преимущества для пациентов часто кратковременны из-за приобретенной лекарственной устойчивости. Поиск альтернативных точек вмешательства или так называемых новых зависимостей от раковых клеток имеет решающее значение для разработки новых терапевтических стратегий против опухолей. Наши результаты раскрывают конкретные новые цели для лекарственного вмешательства в метаболические пути раковых клеток и определяют существующие лекарства, которые можно использовать для лечения лекарственно-устойчивого рака."
Лапатиниб используется для лечения пациентов с запущенным или метастатическим раком молочной железы в случаях, когда опухоли сверхэкспрессируют ген ErbB2. Ген ErbB2 предоставляет инструкции по созданию рецептора определенного фактора роста. Если производится слишком много этого рецептора фактора роста ErbB2, это может привести к тому, что клетки будут непрерывно расти и делиться, что является одной из определяющих характеристик рака груди.
Ученые использовали микроматрицы для измерения экспрессии генов в клетках рака груди с лечением лапатинибом и без него. Вычислительный анализ более 15000 взаимодействий генов выявил четыре основные популяции генов, которые существенно регулируются. Три из этих групп были обычными подозреваемыми, связанными с лекарственной устойчивостью, такой как гены, участвующие в реакциях окисления и восстановления или процессах клеточного цикла. Четвертая группа включала сеть реакций, связанных с лишением глюкозы.
Анализ сетей экспрессии генов у ErbB2-положительных пациентов с раком молочной железы показал, что сеть депривации глюкозы связана с низкой выживаемостью пациентов. Компьютерный скрининг библиотеки существующих лекарств для терапевтических средств, нацеленных на реакцию депривации глюкозы, выявил несколько лекарств, которые могут быть эффективными при лечении лекарственно-устойчивого рака молочной железы.
"Разрабатывая новые алгоритмы анализа экспрессии генов и объединяя разнообразные данные, мы смогли выйти за рамки изменений в непосредственных молекулярных сигнальных путях клеток рака груди и рассмотреть более широкую систему молекулярных сетей внутри клетки," заметил Рам. "Наш подход предсказывает новые применения существующих лекарств, которые влияют на метаболизм клеток рака груди, и может предложить целесообразный путь для улучшения лечения пациентов с раком груди."