Hoogleraar
Laboratorium voor moleculaire en celbiologie
William R. Brody-stoel
Longkanker en diabetes type 2 zijn de twee belangrijkste doodsoorzaken in de Verenigde Staten. Het blijkt dat ze iets anders gemeen hebben: beide ziekten hebben te maken met een fout in de manier waarop cellen energie gebruiken. In tumoren gebruiken gemuteerde cellen energie om agressief te groeien. Bij diabetes kunnen cellen twee belangrijke energiebronnen niet langer goed verwerken en opslaan: suiker en vet (lipiden).
Nu hebben wetenschappers een gemeenschappelijke reeks biochemische routes ontdekt die normaal gesproken zowel kanker als diabetes type 2 onderdrukken. In het afgelopen decennium is er een explosie van belangstelling geweest voor de details van hoe kankerroutes verbonden zijn met metabolisme, en, omgekeerd, hoe metabole routes de ontwikkeling van kanker en diabetes beheersen. Dit heeft geleid tot een aantal nieuwe ontdekkingen over hoe cellen hun energiebalans behouden en hun metabolisme koppelen aan hun groeibehoeften. Onderzoekers merken op dat meerdere medicijnen voor diabetes en andere stofwisselingsstoornissen kunnen helpen bij de behandeling van resistente kankers en vice versa.
Vijftien jaar geleden ontdekte Reuben Shaw dat een gen dat vaak muteert bij kanker (LKB1) een enzym reguleert dat AMPK heet. Dit enzym is van cruciaal belang voor het therapeutische voordeel van metformine, dat momenteel het meest gebruikte eerstelijns type 2-diabetesmedicijn is. Sinds deze ontdekking vroeg Shaw zich af of medicijnen die oorspronkelijk zijn ontworpen om stofwisselingsziekten te behandelen, ook tegen kanker zouden kunnen werken.
Dit intrigerende verband tussen kanker en metabolisme viel samen met de opkomende belangstelling voor metabolisme bij kanker, die snel naar de voorgrond van kankeronderzoek ging. Het Shaw-lab richt zich op het blootleggen van nieuwe aspecten van een centraal metabolisme en groeipad dat ten grondslag ligt aan hoe alle cellen reageren op lage voedingsstoffen en lage energie. Deze AMPK-route, die Shaw ontdekte, stopt de celgroei en herprogrammeert het metabolisme wanneer voedingsstoffen schaars zijn. Hetzelfde pad helpt ook om de voordelen van lichaamsbeweging, metformine en dieet mechanistisch te verbinden met de onderdrukking van zowel kanker als diabetes. In het afgelopen decennium bij Salk hebben de studies van het laboratorium geleid tot de ontdekking van verschillende nieuwe therapieën voor zowel kanker als stofwisselingsziekten.
Gericht op vet om kanker te behandelen: het Shaw-lab heeft een manier ontdekt om de vetsynthese te richten en te vertragen om de groei van kanker te stoppen. Ze ontwikkelden het nieuwe vetsyntheseremmer genaamd ND-646, dat veelbelovend is in combinatie met gangbare behandelingen voor niet-kleincellige longkanker. Deze ontdekking zou kunnen leiden tot nieuwe therapeutische behandelingen voor verschillende soorten kanker, zoals lever- of andere longkankers.
Een magische kogel voor metabolisme: Shaw ontwikkelde een nieuw systeem om te bestuderen hoe, waar en wanneer AMPK zijn moleculaire en therapeutische functies uitvoert, zoals het omkeren van diabetes, het verbeteren van de cardiovasculaire gezondheid, het behandelen van mitochondriale aandoeningen en zelfs het verlengen van de levensduur. Dit nieuwe model biedt een nieuwe manier om de gezondheidsvoordelen van AMPK, een hoofdregulator van het metabolisme, voor een verscheidenheid aan ziekten te definiëren.
Hoe de krachtcentrale van de cel aanvallen overleeft: Het Shaw-lab ontdekte hoe cellen het herstel van hun energiegeneratoren, de mitochondriën, activeren na aanvallen door bijvoorbeeld gifstoffen. Wanneer cellen worden blootgesteld aan mitochondriale schade, stuurt het enzym AMPK een noodwaarschuwing naar de mitochondriën om ze te instrueren om uiteen te vallen in vele kleine mitochondriale fragmenten om weer in elkaar te worden gezet tot nieuwe, bruikbare eenheden. Deze bevinding biedt inzicht in aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson, die verband houdt met disfunctionele mitochondriën.
Bachelor Biologie, Cornell University
Doctoraat, Biologie, MIT
Postdoctoraal onderzoeker, Harvard Medical School
Uw partnerschap stelt onze wetenschappers in staat om het tempo te versnellen van ontdekkingen met een hoog risico en hoge beloningen die het potentieel hebben om de gezondheid van de hele mensheid ten goede te komen, of het nu gaat om kanker, de ziekte van Alzheimer, klimaatverandering, infectieziekten of meer.
