这项发表在《血液癌症发现》（Blood Cancer Discovery）上的研究发现，高危MDS干细胞异常严重地依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD），这是一种在细胞产生能量的过程中发挥关键作用的分子。当研究人员破坏负责维持NAD的途径时，他们能够选择性地削弱驱动疾病的干细胞。相比之下，健康的造血干细胞则能够更好地适应。
“我们发现，这些细胞利用能量的方式实际上与正常干细胞不同，”科罗拉多大学安舒茨分校血液科副教授、该研究的共同主要作者Eric M. Pietras博士说。“它们依赖于一组特定的蛋白质和过程，这产生了一种我们可能可以靶向的脆弱性。”
了解高危MDS
骨髓增生异常综合征是一种血液癌症，会干扰骨髓产生健康血细胞的能力。患有该疾病的人可能会出现严重贫血、频繁感染，并需要反复输血。高危MDS还可能发展为急性髓系白血病（AML），这是一种侵袭性强且仍然难以治疗的白血病。
MDS主要发生在老年人中。据估计，美国每年有10,000至20,000人被诊断出患有该疾病。
癌症干细胞的代谢弱点
干细胞在正常的血液生成和血液癌症中都起着核心作用。在高危MDS中，发生基因突变的干细胞失去了产生携带氧气、形成血栓和对抗感染所需的健康血细胞的能力。相反，它们会产生无法执行这些基本功能的异常血细胞。
研究人员着手确定这些癌症干细胞与其健康对应物之间的生物学差异。
他们的实验表明，MDS干细胞强烈依赖于NAD补救途径，这是一种帮助细胞维持其NAD供应的回收过程。该途径中的一种酶——烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT）——作为可能的治疗靶点脱颖而出。
“这些细胞对这种资源产生了大得多的需求，”Pietras说。“它们似乎以比正常细胞高得多的速率使用NAD，这产生了一种我们可以利用新型药物来攻克的脆弱性。”
科学家可能能够靶向的“能量成瘾”
研究人员将这种不寻常的依赖性描述为“能量成瘾”。当条件改变时，健康的造血干细胞可以转向其他产生和管理能量的方式。然而，MDS干细胞似乎缺乏这种灵活性。
当研究人员阻断NAMPT时，NAD水平下降，癌症干细胞进入了能量危机。这选择性地削弱了负责驱动疾病的细胞，而正常的造血干细胞则能够更好地进行补偿。
迈向新的MDS治疗方法
使用患者来源的MDS细胞和动物模型进行的实验表明，干扰NAD代谢可减少驱动疾病的干细胞数量。研究人员现在计划在涉及MDS及相关血液癌症患者的临床研究中，研究靶向NAMPT的药物。
“我们的目标是通过发现癌细胞与正常细胞之间的差异，来确定使这些复杂疾病更易于治疗的方法，”Pietras说。“如果我们能理解这些差异，我们就能开始为患者开发更精确、更有效的疗法。”
Pietras博士和Craig T. Jordan博士均为该研究的共同主要作者。该实验室研究由Sweta B. Patel博士主导，并与科罗拉多大学安舒茨分校的研究人员进行了合作，包括Angelo D'Alessandro博士和Julie Reisz Haines博士，以及来自其他几个机构的合作者。
该研究获得了美国国立卫生研究院、Edward P. Evans基金会、Blood Cancer United以及其他致力于推进血液癌症研究的合作伙伴的支持。