19.08.2021 - University of California, Irvine

Forscher finden lebenswichtiges Enzym als Schlüssel zur Bekämpfung von Krebs und viralen Infektionen

Das Wissen um die Kontrolle des Enzyms könnte zu neuen Behandlungen führen

Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern der University of California, Irvine (UCI) zeigt zwei Wege auf, wie APOBEC3A - ein lebenswichtiges Enzym, das für genetische Veränderungen verantwortlich ist, die zu einer Vielzahl von Krebsarten führen und gleichzeitig unsere Zellen vor Virusinfektionen schützen - kontrolliert wird.

Das Enzym APOBEC3A ist ein wichtiger Bestandteil des angeborenen Immunsystems, das Zellen vor Virusinfektionen schützt, indem es Mutationen induziert, die die Replikation von Viren blockieren. APOBEC3A löst jedoch auch Mutationen aus, indem es das Genom von Krebszellen direkt angreift, was zu einer erhöhten Anzahl von DNA-Mutationen führt, die das Fortschreiten von Krebs, Metastasenbildung und Arzneimittelresistenz begünstigen.

"In unseren früheren Studien haben wir gezeigt, dass APOBEC3A-induzierte DNA-Mutationen bei Krebspatienten sehr häufig sind. Tatsächlich fanden wir heraus, dass sie bei bis zu 80 Prozent bestimmter Krebsarten wie Lungen-, Brust- oder Blasenkrebs vorhanden sind", so Rémi Buisson, PhD, Assistenzprofessor in der Abteilung für Biologische Chemie der UCI School of Medicine.

Die Studie mit dem Titel "Genotoxischer Stress und virale Infektion induzieren die vorübergehende Expression von APOBEC3A und proinflammatorischen Genen über zwei unterschiedliche Wege" wurde in Nature Communications veröffentlicht.

In dieser Studie haben die Doktorandin Sunwoo Oh und Elodie Bournique, PhD, eine Postdoktorandin, beide an der UCI School of Medicine, beschrieben, wie sowohl eine Virusinfektion als auch genotoxischer Stress durch Chemotherapeutika APOBEC3A vorübergehend hochregulieren. Ihre Arbeit veranschaulicht, wie eine Virusinfektion eine spezifische angeborene Immunantwort auslöst, um die APOBEC3A-Expression in menschlichen Zellen zu aktivieren, und wie dies ein wichtiger Schritt bei der Eliminierung des Virus ist. Ihre Arbeit veranschaulicht auch, wie verschiedene Chemotherapeutika APOBEC3A stimulieren, allerdings durch eine völlig andere Art von Immunantwort, die diesmal Mutationen verursacht, die die Aggressivität des Krebses weiter erhöhen.

"Unsere Ergebnisse zeigen verschiedene Wege auf, wie die Zellen die Expression von APOBEC3A regulieren können, um auf verschiedene Arten von Stress zu reagieren, denen die Zelle ausgesetzt ist", so Buisson. "Wenn wir verstehen, wie Krebszellen und Virusinfektionen die APOBEC3A-Expression regulieren, können wir einen entscheidenden Schritt in Richtung der Entwicklung neuer therapeutischer Strategien zur Krebsbekämpfung und neuer antiviraler Therapien machen."

Weitere Arbeiten sind erforderlich, um Strategien zu entwickeln, die die Bildung von durch APOBEC3A verursachten DNA-Mutationen im Krebsgenom verhindern, die die Heterogenität des Tumors erhöhen und das Fortschreiten der Krankheit sowie die Resistenz gegen Therapien fördern. Im Hinblick auf Virusinfektionen soll in einem nächsten Schritt festgestellt werden, ob bestimmte Arten von Mutationen, die zuvor bei Viren wie SARS-CoV-2 (COVID-19) festgestellt wurden, auf die Aktivität von APOBEC3A zurückzuführen sind und die Replikation des Virus in den Zellen beeinflussen.

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