2013年4月17日に－アルバータ大学の研究者たちは、癌細胞 ― ある日、人々のために癌治療を前進させるのに用いられることができた結果 ― の上でカフェインの致死効果を利用する新しい方法を見つけるためにショウジョウバエを用いた結果に騒然としている。
以前の研究は、カフェインがDNA修復（化学療法治療として刺激薬を使用することに対する関心を生成した発見）を制御する癌細胞でプロセスを邪魔すると確認した。しかし、高用量でカフェインの中毒性質を与えられて、薬剤と歯科医学と科学学部からの研究者は、その代わりに、DNA修復に対して責任がある遺伝子と経路を特定するためにそれを使用することを選択した。
「直接カフェインを使用することでの問題は、あなたが完全にこのDNA修復プロセスに関係する経路を阻害するために必要とするだろうレベルがあなたを殺すということである」と、シーラ・キャンベル（共同主任研究員）が言った。「我々は、このカフェイン感度を利用する方法を見つけるために、異なる角度からそれに来た。」
筆頭著者ランZhuoとシャオLi、カフェインで補充される食物を入れられるとき定期的な食事を供給したが、死亡したとき、両方の博士候補（黒色腫抗原遺伝子またはMAGEと呼ばれている突然変異遺伝子をもつそのミバエであるとわかる）は正常に見えた。
より詳細な点検に関して、アポトーシスと呼ばれている「細胞自殺」を起動させている薬で、研究者は変異体ハエの細胞がカフェインに過敏であるとわかった。大雑把に展開されるカフェインでいっぱいの食事を入れられるハエは、眼の外観を損なった。
本研究を通して、研究チームは多タンパク質複合体に対して責任がある3つの遺伝子を特定した。そして、SMC5/SMC6/MAGEと呼ばれていた。そして、それはDNA修復と細胞分裂の制御を調整する。どちらのプロセスも、癌細胞で適切に機能しない。
共同主任研究員レイチェルWevrickは、それが科学者がある日特定の遺伝子の変化で癌の目標とされた治療を展開することによってカフェインに癌細胞感度を利用することが可能でありえたことを意味するので、この発見が有意であると説明する。それらの成績は、ピアをチェックされた学術誌PLOS Oneの３月号で発表された。
「あなたが実はそれらのタンパク質が正常な細胞の代わりに細胞に癌細胞を作るために第一にしているものを知っていない限り、その情報をどうするべきかについて知っているのは難しい」と、彼女が言う。「あなたは、どの遺伝子とタンパク質が本当に下手な俳優であるか、これらのタンパク質がどのように作用するか、そして、あなたが実はその情報周辺で治療を手直しすることができる所で、それらのうちどちらがあなたが何かを知っている経路で働くか知っている必要がある。」
鉛製の研究者としてのWevrickとキャンベルと一緒に、プロジェクトも生物学的科学教授キルスト・キング-ジョーンズと医学遺伝学者サラ・ヒューズを含んだ。それはチームの一部として仲間に効いている経験を積む学生のためになる研究集約型の環境の型であると、Wevrickが言う。
「AのUは協力という評判を持つ、そして、それは至る所で本当でない。ここの人々は非常にそれらの結果とそれらの大当りを共有する気があって、一緒に働く。」
研究は、Cancer Research協会（Health ResearchとNatural SciencesのカナダのInstitutesとカナダのEngineering Research会議）によって資金を供給された。
学術誌参照：
- シャオLi、ランZhuo、スタンリーTiong、フランセスカ・ダイ・カーラ、キルスト・キング-ジョーンズ、サラC.ヒューズ、シーラD.キャンベル、レイチェルWevrick。Smc5/Smc6/知恵者複合体は、キイロショウジョウバエでカフェインと遺伝毒性ストレスに対する抵抗を与える。PLoS ONE、2013;8つの(3)：e59866 DOI：10.1371/journal.pone.0059866
Researchers Abuzz Over Caffeine as ‘Cancer-Cell Killer’
Apr. 17, 2013 — Researchers from the University of Alberta are abuzz after using fruit flies to find new ways of taking advantage of caffeine’s lethal effects on cancer cells — results that could one day be used to advance cancer therapies for people.
Previous research has established that caffeine interferes with processes in cancer cells that control DNA repair, a finding that has generated interest in using the stimulant as a chemotherapy treatment. But given the toxic nature of caffeine at high doses, researchers from the faculties of medicine and dentistry and science instead opted to use it to identify genes and pathways responsible for DNA repair.
“The problem in using caffeine directly is that the levels you would need to completely inhibit the pathway involved in this DNA repair process would kill you,” said Shelagh Campbell, co-principal investigator. “We’ve come at it from a different angle to find ways to take advantage of this caffeine sensitivity.”
Lead authors Ran Zhuo and Xiao Li, both PhD candidates, found that fruit flies with a mutant gene called melanoma antigen gene, or MAGE, appeared normal when fed a regular diet but died when fed food supplemented with caffeine.
On closer inspection, the researchers found that the mutant flies’ cells were super-sensitive to caffeine, with the drug triggering “cell suicide” called apoptosis. Flies fed the caffeine-laden diet developed grossly disfigured eyes.
Through this work, the research team identified three genes responsible for a multi-protein complex, called SMC5/SMC6/MAGE, which regulates DNA repair and the control of cell division. Neither process works properly in cancer cells.
Co-principal investigator Rachel Wevrick explains that this finding is significant because it means that scientists one day could be able to take advantage of cancer-cell sensitivity to caffeine by developing targeted treatments for cancers with specific genetic changes. Their results were published in the March issue of the peer-reviewed journal PLOS One.
“Unless you actually know what it is those proteins are doing in the first place to make a cell a cancer cell instead of a normal cell, it’s hard to know what to do with that information,” she says. “You need to know which genes and proteins are the really bad actors, how these proteins work and which of them work in a pathway you know something about where you can actually tailor a treatment around that information.”
Along with Wevrick and Campbell as lead investigators, the project also included biological sciences professor Kirst King-Jones and medical geneticist Sarah Hughes. It’s the type of research-intensive environment that benefits students who gain experience working with peers as part of a team, Wevrick says.
“The U of A has a reputation for co-operation, and that’s not the case everywhere. People here are very willing to share their results and their successes, and work together.”
The research was funded by the Cancer Research Society, the Canadian Institutes of Health Research and the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.
Journal Reference:
- Xiao Li, Ran Zhuo, StanleyTiong, Francesca Di Cara, Kirst King-Jones, Sarah C. Hughes, Shelagh D. Campbell, Rachel Wevrick. The Smc5/Smc6/MAGE Complex Confers Resistance to Caffeine and Genotoxic Stress in Drosophila melanogaster. PLoS ONE, 2013; 8 (3): e59866 DOI: 10.1371/journal.pone.0059866