Im Jahr 1931. Deutscher Arzt / Wissenschaftler Dr. Otto Vanburg, Ph.D., erhielt den Nobelpreis für den Nachweis, dass alle Krebszellen den anaeroben Stoffwechsel nutzen (sie verbrennen Zucker ohne Sauerstoffverbrauch), um Energie zu gewinnen.

Das Problem ist, dass dieser Mechanismus 18-mal weniger effizient ist als der aerobe Stoffwechsel (der Sauerstoff verwendet), den normale Zellen verwenden. Daher benötigen Krebszellen 18-mal mehr Zucker als eine normale Zelle, um zu wachsen und metabolisch aktiv zu bleiben.

3-Bromopyruvat-Forschung

3-Bromopyruvat

3-Bromopyruvat übertrifft gezielte Therapien in Krebszellen, da gezielte Therapien durch Intra-Tumor-Heterogenese schnell überholt werden (zu genetisch vielfältig, um eine dauerhafte Wirkung zu erzielen). 3-BP funktioniert jedoch bei allen Krebszellen, die auf einem PET-Scanner positiv sind.

Diese Krebszellen haben einen Zellstoffwechsel, der von einem kleinen Molekül wie 3-BP angegriffen werden kann. DR. Peter Pedersens Labor im Krankenhaus Johns Hopkins in Baltimore, Maryland untersuchten 3-BP im Detail und formulierten dann 3-BP, um die Wirksamkeit zu verbessern, die Toxizität zu verringern und Krebszellen schrittweise zu liefern.

Patienten, Wissenschaftler und viele andere sind häufig daran interessiert, ob 3-BP für Krebspatienten wirksamer und weniger toxisch ist als eine Chemotherapie. In der Tat ist 3-BP eine der effektivsten Krebsmedikamente und in einigen Fällen vielleicht am effektivsten. 3-Bromopyruvat zielt auf die Energie erzeugende Maschinerie ab, die für Krebszellen erforderlich ist, während dieselbe Maschinerie in normalen Zellen intakt bleibt.

Diese Entdeckung war maßgeblich daran beteiligt, eine neue Richtung in der Krebsforschung einzuschlagen, die sich auf das selektive Targeting von Energieproduktionsfaktoren in mitochondrialen Krebszellen konzentriert. In der Tat, Dr. Das Labor von Peter Pedersen im Johns Hopkins Hospital ebnet den Weg für die Konzeption und wissenschaftliche Umsetzung dieser neuen Strategie.

Energie und Krebs

Es gibt zwei Fabriken für Energie Produktion (ATP) innerhalb der Zelle, dh Glykolyse und mitochondriale oxidative Phosphorylierung. Etwa 5 Prozent der gesamten zellulären Energieproduktion (ATP) stammen aus der Glykolyse und etwa 95 Prozent aus Mitochondrien in normalen Zellen.

In Krebszellen ist die Energieproduktion der Glykolyse signifikant erhöht (bis zu 60 Prozent). Dieser dramatische Anstieg der Glykolyse von Krebszellen führt zu einem signifikanten Anstieg der Milchsäureproduktion.

Mehr als 90 Prozent von Krebs weisen diesen häufigen metabolischen Phänotyp auf. Dies ist der sogenannte „Warburg-Effekt“, bei dem die Glykolyse in Krebszellen auch in Gegenwart von Sauerstoff signifikant zunimmt. Die am häufigsten verwendete Methode zur klinischen Erkennung von Krebs, dh die Positronenemissionstomographie (kurz PET), basiert auf diesem metabolischen Phänotyp, dh dem „Warburg-Effekt“.

Krebszellen zeigen eine „Warburg-Effekt“ -Pumpmilchsäure, die durch einen Monocarboxylattransporter (MCT) produziert wird. Die Anzahl dieser Transporter (als Türen oder Tore betrachtet) in Krebszellen ist viel höher als in normalen Zellen.

3-BP Milchsäure

3-BP, ein Analogon von Milchsäure, ist eine kleine Chemikalie und ahmt die chemische Struktur von Milchsäure nach. Daher kann 3-Bromopyruvat, das Milchsäure nachahmt, wie ein Trojanisches Pferd über MCT in Krebszellen eindringen. Der Effekt ist bei normalen Zellen schwächer, da sie unter normalen physiologischen Bedingungen sehr wenig MCT enthalten.

Aufgrund der hochreaktiven Natur von 3-BP neutralisiert es dann die beiden Faktoren, die Krebsenergie erzeugen. Die Zellenergie (ATP) wird sehr schnell verbraucht, während 3-Bromopyruvat beide Faktoren gleichzeitig angreift und Krebszellen zum Absterben bringt (durch Aufbrechen der Zellmembran). Wenn Krebszellen mit 3-BP behandelt werden, platzen sie daher und es kommt zum Zelltod. Normale Stoffwechselzellen bleiben intakt.