Koppar en ledtråd i kampen mot cancer

Mänskliga celler behöver små mängder av metallen koppar för att kunna genomföra livsnödvändiga biologiska processer. För att cancerceller ska kunna växa och sprida sig i kroppen tar de hjälp av proteiner som binder koppar till sig. Studier har visat att halten koppar i tumörceller och blodserum från cancerpatienter är förhöjd, och slutsatsen är att cancerceller behöver mer koppar än friska celler. Och högre nivåer av koppar innebär också fler aktiva kopparbindande proteiner.

− Därför är dessa proteiner högintressanta att studera när det gäller utveckling av cancer och djupare kunskap om dem kan leda till nya måltavlor för behandling för sjukdomen, säger Pernilla Wittung-Stafshede, professor i kemisk biologi vid Chalmers.

De flesta dör av metastaserna

De flesta dödsfall på grund av cancer beror på att metastaser, dottertumörer, bildas på flera ställen i kroppen, till exempel i lever eller lungor. Ett protein som kallas Memo1 är en del i flera av de signalsystem som cancerceller använder för att kunna växa och spridas. Tidigare forskning har visat att när genen för Memo1 inaktiveras i bröstcancerceller minskar deras möjlighet att bilda metastaser.

En forskargrupp från Chalmers ville titta närmare på sambandet mellan Memo1 och koppar. I en ny studie som publicerats i den vetenskapliga tidskriften PNAS, undersökte forskarna Memo1-proteinets förmåga att binda kopparjoner genom en rad provrörsexperiment. De upptäckte att proteinet endast binder den reducerande formen av koppar. Det är den formen av koppar som är vanligast förekommande i levande celler. Det är en viktig upptäckt eftersom reducerande koppar, även om metallen behövs i kroppen, också bidrar till redoxreaktioner (kemisk reaktion i vilken ett ämne reduceras medan ett annat oxideras) som skadar – eller till och med dödar – cellerna. Forskarna fann att när Memo1 bundit till koppar blockerades metallens giftiga redoxreaktioner.

Tumörer behöver mycket koppar

− Det innebär en risk för tumören att vara beroende av mycket koppar eftersom den kan framkalla kemiska reaktioner som är skadliga för cancercellerna. Vi tror att Memo1, genom att binda koppar när det behövs, skyddar cancercellerna så att de kan fortsätta leva och spridas, säger Pernilla Wittung-Stafshede, som är en av studiens huvudförfattare.

Forskarna såg också att Memo1 kan bilda en förening – ett komplex – med ett annat kopparbindande protein som finns i våra celler– Atox1. Det är en koppartransportör inuti cellerna och forskargruppen har tidigare visat att Atox1, men hjälp av koppar, bidrar till att bröstcancerceller kan förflytta sig och bilda metastaser. Sammantaget innebär upptäckterna i den nya studien att koppar och de kopparbindande proteinerna skulle kunna vara en måltavla för cancerbehandling

− Vi kunde se hur kopparjoner flyttas mellan Memo1 och Atox1 i provrör, och när vi tittade i bröstcancerceller kunde vi visa att de två proteinerna befinner sig nära varandra. Utifrån det drar vi slutsatsen att utbyte av koppar proteinerna emellan kan ske i såväl cancerceller som i provrör, säger Pernilla Wittung-Stafshede.

Öppnar dörren för nya behandlingar

Forskarna vill nu gå vidare med fler studier fler av hur kopparjonerna binder till Memo1 och om den bindningen har relevans för utveckling av cancer.

−När vi utökar vår grundläggande kunskap om kopparbindande proteiners roll för cancerceller öppnar vi också dörren för nya behandlingar, säger Pernilla Wittung-Stafshede.

Vetenskaplig artikel:

Memo1 binds reduced copper ions, interacts with copperchaperone Atox1, and protects against copper-mediatedredox activity in vitro, (Xiaolu Zhang, Gulshan R. Walke, Istvan Horvath, Ranjeet Kumar, Stéphanie Blockhuys, Stellan Hplgersson, Paul H. Walton och Pernilla Wittung Stafshede), PNAS.

Kontakt:

Pernilla Wittung-Stafshede, professor, institutionen för biologi och bioteknik, Chalmers tekniska högskola, pernilla.wittung@chalmers.se