Precieze werking anti-kankermedicijn in de cel opgehelderd

Kijken naar een medicijn in actie

Groei en verkorting van microtubili, met fluorescerende markers op de uiteindes. Credit: cellen Ilya Grigoriev, Universiteit Utrecht, in vitro, Ankit Rai, Universiteit Utrecht.
Microtubili in de cel, met fluorescerende markers op de uiteindes. Foto Ilya Grigoriev.

Utrechtse wetenschappers zijn erin geslaagd met geavanceerde microscopie de werking van het veelgebruikte medicijn Taxol in beeld te brengen. Taxol wordt veel toegepast in chemotherapie tegen kanker. Het beter begrijpen van de precieze werking van het middel biedt aanknopingspunten voor een minder toxische therapie die wel effectief is. Utrechtse wetenschappers publiceren hun bevindingen samen met internationale collega’s 9 december in Nature Materials.

Taxol is een middel dat veelvuldig wordt toegepast in chemotherapie tegen kanker. Het middel werkt in op microtubuli: een onderdeel van het celskelet dat betrokken is bij celdeling en celmigratie. “Microtubuli zijn een soort spagettibuizen, opgebouwd uit kleine bolletjes. Door microtubuli en de medicijnen die daaraan binden te voorzien van een fluorescerend label, kunnen we goed volgen hoe microtubuli worden gevormd en wat de medicijnen met ze doen”, vertelt laatste auteur Anna Akhmanova van de Universiteit Utrecht. Met geavanceerde microscopie konden Utrechtse onderzoekers in samenwerking met Britse, Zwitserse, Spaanse en Chinese collega’s voor het eerst de effecten van Taxol op groeiende microtubuli zichtbaar maken.

Groei en verkorting van microtubili, met fluorescerende markers op de uiteindes (in vitro, Ankit Rai, Universiteit Utrecht)
Microtubili met fluorescerende markers op de uiteindes, in vitro. Foto Ankit Rai.

“Door het fluorescente label konden we onder de microscoop vaststellen dat het medicijn bindt aan het uiteinde van de microtubuli. Zodra één molecuul bindt, dan gaan er meer binden en ontstaat er een soort hotspot. De ‘buis’ wordt op die plek stabieler dan normaal”, legt Akhmanova uit. En dat is gunstig voor het bestrijden van kankercellen:  de kankercellen kunnen daardoor minder goed delen en zich minder goed verspreiden, waardoor tumorgroei en uitzaaiingen worden beperkt.

Groei en verkorting van microtubuli.

Tot hun eigen verrassing ontdekten de onderzoekers ook dat medicijnen die het celskelet stabiliseren en die het destabiliseren een synergetisch effect kunnen hebben. “Dit hadden we niet verwacht”, vertelt Akhmanova. “Voor het eerst zien we deze medicijnen in actie. Dat is heel bijzonder. Door te kijken naar het gecombineerde effect van medicijnen die op microtubuli aangrijpen, kan worden gewerkt naar een therapie die wel effectief, maar minder toxisch is.”

Publicatie

Taxanes convert regions of perturbed microtubule growth into rescue sites. Nature Materials, 9 december 2019. DOI: 10.1038/s41563-019-0546-6. Ankit Rai*, Tianyang Liu, Simon Glauser, Eugene A. Katrukha, Juan Estévez-Gallego, Ruddi Rodríguez-García*, Wei-Shuo Fang, J. Fernando Díaz, Michel O. Steinmetz, Karl-Heinz Altmann, Lukas C. Kapitein*, Carolyn A. Moores and Anna Akhmanova*

*Auteurs verbonden aan de Universiteit Utrecht

Het onderzoek is gefinancierd met een Chemische Wetenschappen ECHO-subsidie van NWO en een ERC Synergie Grant. In 2018 ontving Anna Akhmanova de Spinozapremie voor haar onderzoek aan het celskelet.