Oksygentilgang påvirker tumorvekst

Linda Stuhr, Institutt for biomedisin, har de siste 8 år kombinert sin erfaring fra hyperbar forskning med kreftforskning. Hyperbarmedisin vil si behandling med trykkammer. Hyperbar oksygen behandling, benyttes i dag til bl.a annet behandling av dykkere med trykkfallsyke, av tilstander karakterisert av lokalt nedsatt blodsirkulasjon som nekrotiske sår, enkelte dype infeksjoner og alvorlig kullosforgiftninger. Stuhrs forskning viser at HBO behandling også kan ha effekt på kreftutvikling.

Mekanismer
Vi har spurt henne hva hovedfokuset i forskningen er og hvilke fysiologiske mekanismer dette dreier seg om. 

Vårt hovedfokus er tumor oksygenering. Hypoksi er en fellesnevner for de fleste tumorer og skyldes at tumorer har irregulære og delvis ikke funksjonelle blodkar.

Tumor hypoksi har vist å indusere angiogenese, økt glykolytisk metabolisme og oppregulering av gener som er involvert i celle overlevelse /apoptose. Hypoksi har også vist å øke den genetiske ustabiliteten som aktivere vekst og invajon.

Vårt overordende spørsmål har derfor vært skal vi ”kutte” oksygentilgangen til en tumor og hemme tumor celle ekspansjon, eller ”la tumoren puste” og på den måten hindre tumor ekspansjon og invasjon. Den konvensjonelle og aksepterte tanke er at å gi tumoren fri tilgang på oksygen vil føre til økt vekst heller en vekstreduksjon. Vi har vist at å øke tilgjengeligheten av oksygen til (i hovedsak) mamma tumorer har ført til hemmet vekst og redusert angiogenese (kartetthet). http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17263869, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17557137 . Videre fant man i DMBA modellen et skift i et helt genprogram som viste en klar transisjon fra mesenkymal til epitelial (MET) phenotype, noe som gjør tumorene mye mindre aggressive. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19636430 .   

Man fant også et skifte i tumor metabolisme (jfr http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19636430). Økt oksygen tilgjengelighet førte også til et øket opptak av cellegift inn i DMBA tumorene per se (jfr. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20017908).  HBO fører i tillegg til forandringer i tumor stroma (redusert collagen tetthet, redusert interstitiellt trykk). Dette betyr at oksygen tilgjengeligheten til en tumor er av betydning.  

Metoder
Hva slags forskning er dette, og hvilke metoder og teknikker brukes?                                                                                                          

Dette er basal fysiologisk forskning med mulighet for translasjonell overføring, dvs. mulig bruk av hyperoksi i pasientbehandling. Men for oss som driver med medisinsk grunnforskning på dette feltet er mekanismene bak vel så interessante og viktige.  

Hyperoksi (økt oksygen tilgang) oppnår vi ved hyperbar oksygen behandling- 2 til 2.5 bar rent oksygen i trykkammer, 3 til 4 ganger a 90 min. over en periode på 10 dager.  Dette er innenfor det man anser som trygt og som benyttes per i dag, jfr. listen av anvendelsesområder ovenfor.

HBO behandlingen fører til økt mengde løst oksygen i blodet.

Forskningen innebærer et helt batteri av metoder og teknikker, bl.a. In vivo forsøk, Mamma tumor modeller (DMBA, 4T1, MDA-231), In vitro forsøk, samme modeller, Cellelinjer, Studere stromale faktorer som interstitielt væske trykk, transkapillær væskebalanse, strukturelle komponenter, Mikrodialyse, Immunhistokjemi, Gen-ekspersjons studier og ProteomikkMRI.

Vi har ellers et bredt samarbeid, både nasjonalt og internasjonalt, for å drive denne forskningen videre, med alle de teknikker som inngår.    

Nye behandlingsstrategier for kreft?
Du har vært inne på det, men hva er de viktigste anvendelseområdene for denne forskningen?

Vi arbeider nå med å finne ut av mekanismer bak tumor oksygenering (hypoksi og hyperoksi) i ulike in vivo og in vitro modeller. Dette vil kunne gi oss viktig ny informasjon om hvordan og hvorfor oksygen har betydning for en tumor. Dette vil i sin tur kunne føre til nye behandlingsstrategier for denne sykdommen.                                                                                                 

Videre satsing
Hva blir veien videre nå forskningsmessig?

Vi er ferdige med de observasjonelle studiene våre og skal nå studere funksjonalitet og dermed mekanismene bak våre funn. Da kan vi gå fra å registrere hva som skjer, til å kunne forklare og forstå hvorfor.  Dette er jo også hovedmålet og den store motivasjonsfaktoren i all basalmedisinsk forskning.