En typ av jordbakterie producerar molekyler som orsakar död i melanomceller, forskning vid Oregon State University visar.
Molekylen är en sekundär metabolit, även känd som en naturlig produkt, av Streptomyces bottropensis , och dess egenskaper är viktiga eftersom det inte finns många terapier som effektivt hanterar melanom, den farligaste formen av hudcancer.
Bara i USA, mer än 80, 000 nya melanomfall diagnostiseras varje år och cirka 9, 000 patienter med melanom dör. Män är mer benägna än kvinnor att utveckla melanom; dödligheten varierar beroende på ras och etnicitet och är högst bland vita människor.
Sandra Loesgen, biträdande professor i kemi och Terence Bradshaw, en forskare vid OSU's College of Science, postdoktor Birte Plitzko och doktorand Elizabeth Kaweesa fann att den naturliga produkten, mensacarcin, går efter melanomcellernas mitokondrier - den del av en cell som skapar det mesta av den energi som behövs för livet.
Mitokondrier är också viktiga vid celldödssignalering, och de har dykt upp som ett potentiellt mål för terapi eftersom cancercells mitokondrier skiljer sig strukturellt och funktionellt från mitokondrier hos icke-cancerceller.
"Mensacarcin har stark cancerframkallande aktivitet, med selektivitet mot melanomceller, "Loesgen sa." Det visar kraftfulla anti-proliferativa effekter i alla testade cancercellinjer i US Cancer Institute celllinje panel, men hämning av celltillväxt åtföljs av snabb progression till celldöd i endast ett litet antal cellinjer, såsom melanomceller. "
För att se vad mensakarcin gjorde mot melanom på subcellulär nivå, Loesgen och hennes team syntetiserade en fluorescerande mensacarcin -sond.
"Sonden lokaliserades till mitokondrier inom 20 minuter efter behandling, "sa hon." Lokaliseringen tillsammans med mensakarcinets ovanliga metaboliska effekter i melanomceller ger bevis för att mensakarcin riktar sig mot mitokondrier. "
Live-cell bioenergetisk flödesanalys visade att mensakarcin störd energiproduktion och mitokondriell funktion snabbt.
"Dess unika sätt att agera tyder på att det kan vara en användbar sond för att undersöka energimetabolismen, "tillade hon." Efterföljande experiment avslöjade att mensakarcin snabbt förändrar mitokondriella vägar, vilket resulterar i mitokondriell dysfunktion. "
Dysfunktionen aktiverar vägar till apoptos - programmerad celldöd.
"Flödescytometri identifierade en stor population av apoptotiska melanomceller, och encellselektrofores indikerade att mensakarcin orsakar genetisk instabilitet, ett kännetecken för tidig apoptos, "Loesgen sa." Mensacarcins unika verkningssätt indikerar att det kan representera en lovande ledning för utvecklingen av nya läkemedel mot cancer. "
Fynd publicerades nyligen i Journal of Biological Chemistry .
Mensacarcin är en starkt oxiderad och stereogen komplex molekyl som kan erhållas i stora mängder från den producerande organismen.
Naturliga produktfynd har bidragit till många nya läkemedelsledningar. Loesgen pekar på en ny analys av nya läkemedel som godkänts av United States Food and Drug Administration mellan 1981 och 2014 som visade att ungefär hälften av alla småmolekylära läkemedel var baserade på naturprodukter eller deras derivat.
