Cytostatikas verkningsmekanismer i jäst

Senast ändrad: 11 april 2017

Vi använder jästsvamp för att studera hur olika cytostatika (cellgifter) fungerar. Det finns två fördelar med att använda jäst för denna typ av försök. För det första är jäst en mikroorganism, och därför mycket lättare att arbete med än möss eller mänskliga celler.

För det andra är jäst en eukaryot som står närmare människan än vad bakterierna gör. Det gör att mycket fungerar på samma sätt i jästceller och mänskliga celler. Mycket av det vi vet om t. ex. celldelningen i mänskliga celler inklusive cancerceller har vi därför lärt oss genom forskning i jäst.

Vårt projekt går ut på att studera upptag, metabolism och verkningsmekanismer för cellgifter genom försök i jäst, för att få en bättre förståelse av hur drogerna fungerar i cancerceller, och hur deras verkan kan förbättras. Vi har framför allt studerat 5-fluorouracil, som är en av de äldsta och mest använda cellgifterna.

Uracil, 5-fluorouracil och thymin

Kemisk genomik - vilka gener påverkas?

Det är lättare at slå ut (knocka) gener i jäst än i någon annan organism, och det finns idag kollektioner av jäststammar där samtliga gener knockats, en i varje jäststam. Genom att testa om stammarna i en sådan kollektion är mer eller mindre känsliga för en drog kan man snabbt identifiera vilka gener som påverkar drogens upptag, metabolism och verkningsmekanismer. Sådan profilering är ett exempel på kemisk genomik.

Vi har använt denna typ av kemisk genomik för att identifiera gener som gör cellen mer känslig för 5-fluorouracil när de slås ut. Vi fann att gener som kodar för enzymer som modifierar tRNA kraftigt påverkar cellens känslighet för 5-fluorouracil. Det talar för att dessa enzymer är ett viktigt mål för 5-fluorouracil. Man vet sedan tidigare att dessa modifieringar hjälper till att stabilisera tRNA-molekylen. Våra resultat talar därför för att destabilisering av tRNA är en viktig verkningsmekanism för 5-fluorouracil.

Resistenta tumörceller, ett problem vid användande av cytostatika

Ett stort problem vid användandet av cytostatika är utvecklingen av resistens hos tumörcellerna. Det beror ofta på överuttryck av gener som orsakar resistens. Vårt arbete är nu inriktat på att förstå de mekanismer som ger resistens mot 5-fluorouracil. För detta använder vi en omvänd typ av kemisk genomik där vi överuttrycker gener från plasmider i stället för att slå ut dem. Genom att transformera in ett bibliotek av plasmider som innehåller olika gener i jäst kan man finna gener som ger resistens mot 5-fluorouracil vid överuttryck.

Genom att få en bättre förståelse för hur olika cellgifter tas upp, omsätts och fungerar hoppas vi kunna uppnå tre olika mål. Ett mål är att förbättra behandlingar med cellgifter genom att göra drogen mer effektiv och öka specificiteten för tumörcellerna. Ett annat mål är att utveckla metoder för att undertrycka de sidoeffekter som många cellgifter har, och som slår blint mot kroppens alla celler. Ett tredje mål är att hitta metoder att förhindra uppkomsten av resistenta tumörceller.

Dessa mål kan uppnås på olika sätt, t.ex. genom att kombinera ett cellgift med en annan drog som påverkar dess upptag eller metabolism, förstärker dess verkan, eller motverkar dess biverkningar.

Forskare

  • Mattias Carlsson
  • Guo-Zhen Hu
  • Hans Ronne

Projektfinaniering: Cancerfonden

Publikationer sedan 2000

Ossig R, Schmitt HD, de Groot B, Riedel D, Keränen S, Ronne H, Grubmüller H and Jahn R (2000). Exocytosis requires asymmetry in the central layer of the SNARE complex. EMBO J. 19, 6000-6010.

Murén, E., Öyen, M., Barmark, G. and Ronne, H. (2001). Identification of yeast disruption strains that are sensitive to brefeldin A or monensin, two drugs that affect intracellular transport. Yeast 18, 163-172.

Jäntti, J., Aalto, M., Öyen, M., Sundqvist, L., Keränen, S. and Ronne, H. (2002). Characterization of temperature sensitive mutations in the yeast syntaxin homologues SSo1p and Sso2p, and evidence of a distinct function for Sso1p in sporulation. J. Cell Sci. 115, 409-420.

Meiling-Wesse, K., Barth, H., Voss, C., Barmark, G., Murén, E., Ronne, H. and Thumm, M. (2002). Yeast Mon1p/Aut12p functions in vacuolar fusion of autophagosomes and cvt-vesicles. FEBS Lett. 530, 174-180.

Öyen, M., Jäntti, J., Keränen, S. and Ronne, H. (2004). Mapping of sporulation-specific functions in the yeast syntaxin SSO1 gene. Curr. Genetics 45, 76-82.

Wadskog, I., Forsmark, A., Rossi, G., Konopka, C., Öyen, M., Goksör, M., Ronne, H., Brennwald, P. and Adler, L. (2006) The yeast tumour suppressor homologue Sro7p is required for targeting of the sodium pumping ATPase to the cell surface. Mol. Biol. Cell 17, 4988-5003.

Gustavsson, M. and Ronne, H. (2008) Evidence that tRNA modifying enzymes are important in vivo targets for 5-Fluorouracil in yeast. RNA 14, 1-9.

Gustavsson, M., Barmark, G., Larsson, J., Murén, E. and Ronne, H. (2008) Functional genomics of monensin sensitivity in yeast: implications for post-Golgi transport and vacuolar H+-ATPase function. Mol. Genet. Genomics 280, 233-248.

Zhu, X., Zhang, Y., Bjornsdottir, G., Liu, Z., Quan, A., Costanzo, M., Dávila López, M., Orzechowski Westholm, J., Ronne, H., Boone, C., Gustafsson, C. M. and Myers, L. C. (2011) Histone modifications influence mediator interactions with chromatin. Nucleic Acids Res. 39, 8342-8354.

Carlsson, M., Gustavsson, M., Hu, G.-Z., Murén, E. and Ronne, H. (2013) A Ham1p-dependent mechanism and modulation of the pyrimidine biosynthetic patway can both confer resistance to 5-fluorouracil in yeast. PloS ONE 8, e52094.


Kontaktinformation

Professor Hans Ronne

Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi
018-673223, hans.ronne@slu.se

Sidansvarig: Hans.Ronne@slu.se