Xiaonan Zhang – Studier av vilande cancerceller för att förbättra behandlingen och minska risken för återfall

Vår forskargrupp arbetar med att utveckla riktade cancerbehandlingar som kan övervinna läkemedelsresistens och förhindra att tumörer kommer tillbaka. Vi studerar studera vilande, svårbehandlade cancerceller för att ökad kunskapen om de mekanismer som gör att vissa cancerceller kan överleva behandling och senare orsaka återfall. Målet är att ta fram mer effektiva och långvariga behandlingar för patienter med svårbehandlade cancerformer.

Trots stora framsteg inom cancerdiagnostik och behandling är dödligheten fortfarande hög, framför allt på grund av tumöråterfall och metastaser. En viktig orsak är att vissa cancerceller kan gå in i ett vilande tillstånd (på engelska quiescent cancer cells, QCCs) där de överlever behandlingen och senare återaktiveras.

Detta är särskilt oroande för yngre patienter som riskerar återfall långt efter avslutad behandling. Forskningen har länge hämmats av bristen på bra modeller för att studera dessa celler, vilket gjort dem svåra att förstå och behandla.

Vårt mål är att förhindra läkemedelsresistens och tumöråterfall genom att koppla kunskap om de vilande cellernas biologi till nya diagnostiska och terapeutiska strategier. Vi vill utveckla mer hållbara och effektiva behandlingar för solida tumörer som ofta återkommer och drabbar unga patienter – till exempel neuroblastom hos barn, maligna kvinnospecifika cancerformer (som tidig trippelnegativ bröstcancer och äggstockscancer) samt tidig kolorektalcancer.

Två händer med gröna skyddshandskar håller en pipett och ett provrör.

Foto: Mikael Wallerstedt

Identifiering av nya egenskaper hos vilande cancerceller

Till skillnad från snabbt delande cancerceller kan QCCs vara aktiva även om deras tillväxt har stoppats, vilket gör att de undviker behandlingar som riktar sig mot celler som delar sig. En viktig del av vår forskning handlar om att identifiera de unika egenskaperna hos QCCs som hjälper dem att överleva och aktiveras på nytt i stressade och ogynnsamma miljöer. Dessa egenskaper kan användas som nya behandlingsmål eller som biomarkörer för att tidigt upptäcka och eliminera de vilande cancercellerna innan återfall sker.

Nya läkemedelsmål med hjälp av 3D-baserad kemisk screening

Vi är särskilt intresserade av att hitta nya läkemedelskandidater som kan angripa både aktiva och vilande cancerceller. För detta har vi utvecklat 3D-baserade cellmodeller som kan användas för att genomföra högkapacitets-screening av kemiska substanser i en miljö som efterliknar verkliga tumörer.

Med den här metoden vill vi hitta nya läkemedelsmål som substanserna som vi hittar kan riktas mot. I vårt laboratorium har vi redan identifierat flera små molekyler som påverkar både aktiva och vilande cancerceller. Samtidigt visar de på nya behandlingsmål som vi nu undersöker vidare.

Mitokondrier en möjlig nyckel till att besegra resistenta cancerceller

I vårt tidigare arbete har vi sett att hämning av cellernas energifabriker, mitokondrierna, kan vara en lovande strategi för att behandla cellgiftsresistenta QCCs. QCCs lever i stressade och näringsfattiga miljöer och verkar vara starkt beroende av fungerande mitokondrier för sin överlevnad. Våra studier visar att fettsyrametabolism och energiproduktion spelar en viktig roll i deras livskraft.

Eftersom cancerceller har stora och speciella energibehov tror vi att skillnaden i energiförsörjning mellan normala och maligna celler kan ge ett terapeutiskt fönster. Vi undersöker därför både proteiner som kodas från cellkärnan och från mitokondrierna som potentiella mål för att störa QCCs energimetabolism och därigenom övervinna läkemedelsresistens.