阻断属于激酶家族的酶的药物是靶向癌症治疗的最有效药物之一。慕尼黑工业大学德国癌症联盟(DKTK)的科学家们研究了243种激酶抑制剂,它们要么是已获批准的药物,要么已在临床试验中得到测试。根据发表在《科学》上的结果,其中一些可能比以前想象的有更多的应用。

  激酶是控制若干细胞功能的关键酶,包括生长和自我毁灭。人类基因组中大约有500种激酶被编码。在癌细胞中,这些酶往往过度活跃,正常的调节机制不再发挥作用。异常细胞可以不受控制地繁殖,不断增长的肿瘤开始形成血管,以维持自身。

  使用激酶抑制剂可以成功减缓某些类型癌症的肿瘤生长。目前有350多种激酶抑制剂正在进行临床试验,其中37种已经被批准用于治疗。该项目首席研究员Bernhard Küster解释说:”在许多情况下,单个抑制剂的精确作用模式并不为人所知,许多抑制剂在癌细胞中具有不同的功能目标,因此可能具有比以前认为更广泛的应用范围”。

  由科学家、医生和计算机科学家组成的国际团队采取了一种独特的方法,以阐明哪些激酶和细胞信号传导途径是抑制剂的具体目标。在超过6000小时的质谱分析中,研究人员分析了243种临床测试的抑制剂与数百种激酶的相互作用。这些抑制剂的活性是在接近生理条件下进行的。科学家们没有使用基因生产的酶来测试它们,而是分析了白血病、脑瘤和结肠癌细胞对抑制剂的反应的整个细胞内容。通过这种方式,我们更接近肿瘤生物学,可以系统地绘制出分子结合伙伴的光谱。

  在这张人类激酶及其抑制剂的整体 “地图 “中,科学家们发现了以前没有与药物联系起来的新目标结构。其中包括激酶MELK,它已被确定为某些类型肺癌预后不佳的生物标志物。Bernhard Küster解释说:”令人惊讶的是,一些测试的抑制剂能够阻断MELK的活性。研究小组还确定了几种MELK-抑制剂复合物的精确分子结构,为开发优化的MELK抑制剂奠定了基础。”

  研究人员发现了激酶抑制剂cabozantinib的新用途,该抑制剂目前被用于治疗甲状腺癌。结果显示,卡博赞替尼对一种在急性骨髓性白血病(AML)发病中起作用的激酶也很有效。该药物能够大幅减缓小鼠体内白血病细胞的生长。伯恩哈德-库斯特(Bernhard Küster)说:”由于该药剂已经是一种被批准的药物,我们可以把它直接用于新的临床试验。”

  Küster负责协调数据库ProteomicsDB以及DKTK的癌症蛋白质组分析平台的开发,该平台使研究人员能够获得大量的抑制剂数据集。新数据已经在临床界引起了兴奋。慕尼黑工业大学附属医院Klinikum Rechts der Isar的高级医师Florian Bassermann说:”这些信息对具有不寻常基因特征的患者来说特别重要。分子肿瘤委员会现在有了全新的选择,可以为每个病人推荐最适合的疗法”。

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