Mesenkymala stamceller (till höger) är associerade med metastaserad spridning, resistens mot konventionell kemoterapi och mot återfall. Under övergången till detta tillstånd, proteinet CD44 tar över från transferrin och dess TfR1-receptor och säkerställer huvuddelen av järnendocytosen. Detta leder till en signifikant ökning av cellulär jonkoncentration. I kärnan, järn fungerar som en kemisk katalysator för oxidativ demetylering och "frisätter" gener vars uttryck reprimeras av metylerade histonproteiner, i synnerhet de som är involverade i metastatisk spridning. Följaktligen, CD44 reglerar den epigenetiska plasticiteten och uttrycket av dessa gener genom järnförmedling. Kredit:Raphaël Rodriguez/Nature
CNRS-forskare vid Institut Curie har nyligen visat att cancerceller använder ett membranprotein som har varit känt i flera decennier för att internalisera järn. Publicerad i Naturkemi , detta arbete visar att det absorberade järnet tillåter cancerceller att förvärva metastaserande egenskaper.
Biologer kände CD44 väl, men visste inte den stora biologiska funktionen som den fyller. CD44 är ett glykoprotein som finns på ytan av många celler, i olika organ, som också är involverad i flera biologiska processer:immunsvar, inflammation och cancer, bland andra. För första gången, ett forskarlag har visat att det deltog i dessa fenomen genom att låta järn komma in i cellerna genom endocytos.
Forskare vid Laboratoire Chimie et Biologie du Cancer (CNRS/INSERM/Institut Curie) och deras kollegor kom fram till denna slutsats genom att studera CD44:s aktivitet i cancerceller, och de resulterande förändringarna i metabolism och genetiskt uttryck.
Deras resultat visar att CD44 kan internalisera järn bundet till hyaluronsyra. För cancerceller, järnet fyller då två roller:det försörjer mitokondrierna så att det kan producera metaboliter som är nödvändiga för att cellen ska övergå till ett metastaserande tillstånd och epigenetiskt låser upp vissa gener som också är nödvändiga för den metastatiska processen. I det tillståndet, CD44 blir till och med den huvudsakliga vägen för järn att komma in i celler.
Dessa observationer förklarar varför CD44 redan var känt för sitt samband med uppkomsten av metastaser och skov. Men de är också förvånande eftersom biologer hittills trodde att en annan mekanism var involverad i järnendocytos, involverar transferrin och dess TfR1-receptor. Forskargruppen hoppas nu kunna utveckla molekyler som kan blockera cellulär järntrafik för att eliminera celler med hög metastaserande potential.