‘మూన్‌లైటింగ్’ ఎంజైమ్‌లు కొత్త క్యాన్సర్ చికిత్సలకు దారితీస్తాయి

ఆవిష్కరణ, ఈ రోజు రెండు వేర్వేరు పరిశోధనా పత్రాలలో నివేదించబడింది నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్సెల్యులార్ బయాలజీలో దీర్ఘకాల జీవ నమూనాలను సవాలు చేయడమే కాకుండా క్యాన్సర్ చికిత్సల కోసం కొత్త మార్గాలను కూడా తెరుస్తుంది, ముఖ్యంగా ట్రిపుల్-నెగటివ్ బ్రెస్ట్ క్యాన్సర్ (TNBC) వంటి ఉగ్రమైన కణితులకు వ్యతిరేకంగా.

దశాబ్దాలుగా, జీవశాస్త్ర పాఠ్యపుస్తకాలు సెల్యులార్ ఫంక్షన్‌లను చక్కగా విభజించాయి. మైటోకాండ్రియా అనేది సెల్ యొక్క పవర్‌హౌస్‌లు, సైటోప్లాజమ్ ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ కోసం సందడిగా ఉండే ఫ్యాక్టరీ ఫ్లోర్, మరియు న్యూక్లియస్ జన్యు సమాచారం యొక్క సంరక్షకుడు. అయితే, ఈ సెల్యులార్ కంపార్ట్‌మెంట్ల మధ్య సరిహద్దులు గతంలో అనుకున్నదానికంటే తక్కువగా నిర్వచించబడిందని CRGలోని డాక్టర్ సారా స్డెల్సీ మరియు ఆమె బృందం కనుగొన్నారు.

“మెటబాలిక్ ఎంజైమ్‌లు వాటి సాంప్రదాయ పరిసరాల వెలుపల మూన్‌లైటింగ్ చేస్తున్నాయి. ఇది మీ స్థానిక బేకర్‌ను తదుపరి పట్టణంలో బ్రూవర్‌గా గుర్తించడం లాంటిది. నైపుణ్యం సెట్‌లో అతివ్యాప్తి ఉంది, కానీ అవి పూర్తిగా భిన్నమైన ప్రయోజనాల కోసం పూర్తిగా భిన్నమైన ఉద్యోగాలు చేస్తున్నాయి” అని డాక్టర్ చెప్పారు. Sdelci, రెండు పరిశోధనా పత్రాల ప్రధాన రచయిత.

“ఆశ్చర్యకరంగా, న్యూక్లియస్‌లో వారి ద్వితీయ పాత్రలు వారి ప్రాధమిక జీవక్రియ విధులు అంతే క్లిష్టమైనవి. ఇది మేము ఇంతకు ముందు మెచ్చుకోని సంక్లిష్టత యొక్క కొత్త పొర,” ఆమె జతచేస్తుంది.

ఒక అధ్యయనంలో, పరిశోధకురాలు డాక్టర్ నటాలియా పార్డో లోరెంటే జీవక్రియ ఎంజైమ్ MTHFD2 పై దృష్టి పెట్టారు. సాంప్రదాయకంగా, MTHFD2 మైటోకాండ్రియాలో కనుగొనబడింది, ఇక్కడ ఇది జీవితం యొక్క బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లను సంశ్లేషణ చేయడంలో మరియు కణాల పెరుగుదలకు దోహదం చేయడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. పార్డో లోరెంటే యొక్క పని MTHFD2 న్యూక్లియస్‌లో కూడా మూన్‌లైట్‌లు చేస్తుందని వెల్లడిస్తుంది, ఇక్కడ సరైన కణ విభజనను నిర్ధారించడంలో ఇది కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.

మానవ జన్యువు యొక్క సమగ్రత మరియు స్థిరత్వాన్ని నిర్వహించడానికి కేంద్రకం జీవక్రియ మార్గాలపై ఆధారపడుతుందని నిరూపించిన మొదటి అధ్యయనం. “కణాలు ఎలా నిర్వహించబడుతున్నాయనే దానిపై మన అవగాహనను ప్రాథమికంగా మా అన్వేషణ మారుస్తుంది” అని డాక్టర్ పార్డో లోరెంటే వివరించారు. “న్యూక్లియస్ కేవలం DNA కోసం నిష్క్రియ నిల్వ స్థలం కాదు; దాని స్వంత జీవక్రియ అవసరాలు మరియు ప్రక్రియలు ఉన్నాయి.”

రెండవ అధ్యయనంలో, పరిశోధకులు డాక్టర్ మార్టా గార్సియా-కావో మరియు డాక్టర్ లోరెనా ఎస్పినార్ తమ దృష్టిని ట్రిపుల్-నెగటివ్ బ్రెస్ట్ క్యాన్సర్ వైపు మళ్లించారు, ఇది అత్యంత తీవ్రమైన రొమ్ము క్యాన్సర్. ఈ వ్యాధి ఎనిమిది రొమ్ము క్యాన్సర్ నిర్ధారణలలో ఒకదానికి కారణమవుతుంది మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రతి సంవత్సరం దాదాపు 200,000 కొత్త కేసులకు కారణమవుతుంది.

సాధారణంగా, అధిక DNA నష్టం కణాల మరణాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది. అయినప్పటికీ, TNBC ఎటువంటి పరిణామాలు లేకుండా DNA నష్టాన్ని కూడబెట్టుకునే ప్రవృత్తిని కలిగి ఉంది, ఇది సాంప్రదాయిక చికిత్సలకు స్థితిస్థాపకంగా చేస్తుంది. ఈ అధ్యయనం పాక్షికంగా ఎందుకు వివరించడానికి సహాయపడుతుంది: జీవక్రియ ఎంజైమ్ IMPDH2 DNA మరమ్మత్తు ప్రక్రియలలో సహాయం చేయడానికి TNBC కణాల కేంద్రకంలోకి మారుతుంది. “IMPDH2 సెల్ యొక్క న్యూక్లియస్‌లో మెకానిక్ వలె పనిచేస్తుంది, క్యాన్సర్ కణాన్ని చంపే DNA నష్టం ప్రతిస్పందనను నియంత్రిస్తుంది” అని గార్సియా-కావో వివరించారు.

IMPDH2 స్థాయిలను ప్రయోగాత్మకంగా మార్చడం ద్వారా, వారు బ్యాలెన్స్‌ని చిట్కా చేయగలరని బృందం కనుగొంది. న్యూక్లియస్‌లో IMPDH2ని పెంచడం వలన క్యాన్సర్ కణాల మరమ్మత్తు యంత్రాలు అధికమై, కణాలు స్వీయ-నాశనానికి కారణమయ్యాయి. “ఇది మునిగిపోతున్న ఓడను ఎక్కువ నీటితో ఓవర్‌లోడ్ చేయడం లాంటిది — చివరికి, అది వేగంగా మునిగిపోతుంది” అని ఎస్పినార్ చెప్పారు. వారి విధానం TNBC కణాలను వారు సాధారణంగా స్థితిస్థాపకంగా ఉండే DNA నష్టానికి లొంగిపోయేలా ప్రభావవంతంగా బలవంతం చేస్తుంది.

ఈ అధ్యయనం క్యాన్సర్‌ను పర్యవేక్షించే కొత్త మార్గాలకు కూడా దారి తీస్తుంది. IMPDH2పై పరిశోధన PARP1తో దాని పరస్పర చర్యను కూడా అధ్యయనం చేసింది, ఇది ఇప్పటికే ఉన్న క్యాన్సర్ ఔషధాలచే లక్ష్యంగా ఉంది. “PARP1 ఇన్హిబిటర్లకు ఏ కణితులు ప్రతిస్పందిస్తాయో అంచనా వేయడానికి IMPDH2 బయోమార్కర్‌గా ఉపయోగపడుతుంది” అని గార్సియా-కావో వివరించారు.

రెండు అధ్యయనాలు దాని జీవక్రియ బలహీనతలను ఉపయోగించడం ద్వారా క్యాన్సర్‌ను లక్ష్యంగా చేసుకుని అభివృద్ధి చెందుతున్న చికిత్సల రంగానికి దోహదం చేస్తాయి. “మెటబాలిక్ ఎంజైమ్‌లు పూర్తిగా కొత్త తరగతి చికిత్సా లక్ష్యాలు సాంప్రదాయిక చికిత్సలు క్యాన్సర్‌ను స్వీకరించడానికి తక్కువ స్థలాన్ని ఇస్తాయి మరియు మాదకద్రవ్యాల నిరోధకత యొక్క సాధారణ విధానాలను పరిష్కరించడంలో సహాయపడతాయి” అని డాక్టర్ స్డెల్సీ వివరించారు.

సెల్‌లో బహుళ పాత్రలను కలిగి ఉండే ఎంజైమ్‌ల భావన పూర్తిగా కొత్తది కానప్పటికీ, అధ్యయనాలు ఈ “రెండవ ఉద్యోగాల” యొక్క పరిధి మరియు ప్రాముఖ్యతను మాత్రమే ప్రశంసించడం ప్రారంభించాయి. “ఇది ఒక నమూనా మార్పు మరియు ఇంకా చాలా మూన్‌లైటింగ్ మెటబాలిక్ ఎంజైమ్‌లు కనుగొనబడలేదు” అని డాక్టర్ పార్డో లోరెంటే చెప్పారు. “సెల్ మనం అనుకున్నదానికంటే ఎక్కువ అనుసంధానించబడి ఉంది మరియు ఇది సైన్స్ మరియు మెడిసిన్ కోసం ఉత్తేజకరమైన అవకాశాలను తెరుస్తుంది.”