Ako kyslosť nádoru pomáha šíreniu rakoviny?
Vedcom sa podarilo zistiť, čo sa stane s bunkami v kyslých oblastiach nádorov, a odhalili nové informácie o invazívnosti a šírení rakoviny. Objav by mohol viesť k lepšej liečbe agresívnych nádorov.
Vedci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge zistili, že kyslé oblasti s nízkym pH menia oblasti génovej expresie v rakovinových bunkách spôsobom, ktorý ich robí agresívnejšími.
V príspevku, ktorý sa objaví v časopise Výskum rakoviny, popisujú, ako znížením kyslosti nádorov dokázali zvrátiť proces u myší.
„Tumorová acidóza,“ hovorí prvá autorka štúdie Nazanin Rohani Ph.D., ktorá bola postdoktorandskou výskumnou pracovníčkou v Kochovom inštitúte pre integrovaný výskum rakoviny na MIT, keď prácu dokončila, „vedie k expresii molekúl zapojených do invázie buniek a migrácia.
"Toto preprogramovanie, ktoré je intracelulárnou odpoveďou na pokles extracelulárneho pH, dáva rakovinovým bunkám schopnosť prežiť za podmienok s nízkym pH a množiť sa."
Metastáza a prostredie nádoru
Metastáza je komplexný proces, prostredníctvom ktorého sa rakovinové bunky stávajú mobilnými, odpájajú sa od primárnych nádorov, napadajú blízke tkanivá, migrujú a potom vytvárajú sekundárne nádory v iných častiach tela.
Asi 9 z 10 všetkých úmrtí na rakovinu „súvisí s metastázami“. Bez metastáz by bola rakovina oveľa zvládnuteľnejším a menej závažným ochorením.
Boli časy, keď sa vedci domnievali, že možnosť metastázovania nádorov závisí iba od zmien rakovinových buniek.
Odvtedy sa však vedci dozvedeli, že „malígna progresia rakoviny“ závisí aj od rakovinových buniek, ktoré sa zúčastňujú na „zložitej sieti interakcií“ s inými časťami tkaniva, ktoré ich obklopuje, alebo s mikroprostredím nádoru.
Medzi vedcami dnes existuje dobré pochopenie, že nádory nie sú iba súborom množiacich sa rakovinových buniek, ale „živými bytosťami“, ktoré obsahujú veľa rôznych typov buniek. V skutočnosti môže zložitosť nádorového tkaniva „dokonca prevyšovať“ zložitosť zdravých tkanív.
Štúdia, ktorú vykonali doktorka Rohani a jej kolegovia, prispieva k množeniu poznatkov o mikroprostrediach nádorov a ich príspevku k metastázam.
Mapovanie kyslosti nádoru
Predchádzajúce výskumy už preukázali, že kyslosť v mikroprostredí nádoru mala silný vplyv na invazivitu rakoviny. Čo však nebolo jasné, bolo to, ako sa kyslosť líšila v nádore a ako by to mohlo zmeniť gény, aby sa nádorové bunky stali invazívnejšími.
Pred nedávnou štúdiou prevládal názor, že vysoká kyslosť v nádoroch sa vyskytuje hlavne v oblastiach trpiacich nedostatkom kyslíka so slabým zásobovaním krvou.
Na svoje skúmanie použili vedci z MIT „sondu pH“ na mapovanie kyslosti v nádoroch prsníka u myší.
Keď sonda pH deteguje bunku v kyslom prostredí, vloží malú molekulu proteínu do bunkovej membrány. Týmto spôsobom môžu vedci označiť a identifikovať bunky v kyslých oblastiach nádorov.
Tím prekvapil, že tím zistil, že kyslé oblasti nie sú prítomné iba v hypoxických alebo kyslíkom hladených vreckách vo vnútri nádorov. Povrchy nádorov - kde sa spájajú so strómou alebo „štrukturálnym tkanivom“, ktoré ich obklopuje - tiež obsahovali kyslé oblasti.
Tento objav naznačuje, že hladovanie kyslíkom nebolo hlavným dôvodom kyslosti v nádoroch. Pri bližšom skúmaní vedci zistili inú príčinu kyslosti mikroprostredia na povrchu nádoru.
Zníženie kyslosti nádoru
Ukázalo sa, že metabolizmus mnohých buniek na povrchu nádorov prsníka sa zmenil na aeróbnu glykolýzu. Tento typ metabolizmu produkuje kyselinu mliečnu, vďaka ktorej je mikroprostredie nádoru kyslejšie.
V týchto kyslých povrchových oblastiach nádoru bunky zmenili svoje gény, aby zapli procesy, ktoré uprednostňujú inváziu a metastázy.
Medzi aktivované gény patril ten, ktorý sa podieľa na vývoji embrya a produkuje proteín, ktorý podporuje migráciu buniek cez krvný obeh. Ďalším bol ten, ktorý umožňuje nádorovým bunkám lepšie preniknúť do okolitého tkaniva.
V ďalšej sade experimentov tím zistil, že zníženie kyslosti mikroprostredia nádoru vrátilo génové expresie takmer späť do normálu.
Vedci znížili kyslosť nádorov u myší pridaním hydrogenuhličitanu sodného do ich pitnej vody. Ďalšie štúdie tiež zistili, že to znižuje metastázy u myší.
Starší autor štúdie Frank B. Gertler, ktorý je profesorom biológie na MIT, tvrdí, že ľudia netolerujú hydrogenuhličitan sodný, a preto by to pre nich nebola vhodná potenciálna liečba.
"Ďalšie metódy, ktoré by sa viac zamerali na okyslenie, by mohli mať veľkú hodnotu."
Frank B. Gertler
