Ako vytvárať a ničiť metastatické rakovinové bunky
Nová štúdia identifikovala spôsob, ako interferovať s rakovinovými bunkami a zabrániť im v metastázovaní. Kľúč spočíva v vypnutí schopnosti bunky vynášať smeti.
Jedným z najnáročnejších aspektov rakoviny je jeho schopnosť metastázovať.
Rakovinové bunky sa môžu odtrhnúť od svojej súčasnej polohy, cestovať telom a začať sa množiť na nových vzdialených miestach.
Metastáza sťažuje hľadanie a liečbu nádorov. Pretože metastázy sú tak kľúčovou oblasťou výskumu rakoviny, vedci venovali veľa práce pochopeniu toho, ako to rakovina robí.
Nedávna štúdia, ktorú uskutočnil Michael J. Morgan, Ph.D., z University of Colorado Cancer Center v Aurore, pridáva nový detail k už aj tak zložitému obrazu. Zistenia sú uverejnené v Zborník prác Národnej akadémie vied.
Vedci sa osobitne zaujímali o likvidáciu bunkového odpadu. Morgan vysvetľuje, prečo to je, a hovorí: „Vysoko metastatické bunky opúšťajú svoj šťastný domov a majú na seba všetky tieto stresy. Jedným zo spôsobov, ako si bunka dokáže poradiť so stresmi, je likvidácia bunkových odpadov alebo poškodených zložiek buniek a ich recyklácia. “
Ak niekto zasahuje do tohto procesu recyklácie, môžu byť metastázy blokované.
„Keď vypneme aktivitu bunkových štruktúr nazývaných lyzozómy,“ hovorí Morgan, „ktoré bunka používa na túto recykláciu, metastatické bunky nebudú schopné tieto stresy prežiť.“
Pri tejto recyklácii je dôležitá autofágia, prirodzený proces, pri ktorom sa bunka rozpadne a recykluje chybné časti bunky.
Morgan a Andrew Thorburn - ktorí pomohli pri nedávnom výskume - sú považovaní za odborníkov na tému autofágie. Zapojený bol aj doktor Dan Theodorescu, expert na metastázy.
Proces autofágie
Autofágia je nevyhnutná pre prežitie zdravých aj malígnych buniek. Autofágia v základných pojmoch začína, keď je bunkový „odpad“ obklopený sférickou štruktúrou nazývanou autofagozóm.
Táto štruktúra s dvojitou membránou prenáša odpad cez cytoplazmu, až kým sa nedostane k balíku deštruktívnych enzýmov známych ako lyzozóm. Autofagozóm sa spojí s lyzozómom a jeho obsah sa zničí.
Vďaka práci s týmto procesom Morgan a tím odhalili spôsoby, ako narušiť schopnosť rakovinových buniek metastázovať.
„Čo bolo prekvapujúce,“ hovorí Morgan, „bolo to, že pre metastatickú bunku nebol špecificky dôležitý samotný proces autofágie. Ak v ranom štádiu inhibujete autofágiu, môžete znížiť bunkový rast metastázujúcich aj nemetastázujúcich buniek. “
"Ale ak zablokuješ lyzozómovú funkciu autofágie v neskorom štádiu, zasiahne to tieto metastatické bunky oveľa ťažšie a v skutočnosti zomrú."
Michael J. Morgan, Ph.D.
Inými slovami, keď tím zablokoval autofágiu jej genetickým vypnutím, utrpeli metastatické aj nemetastatické bunky. Keď však inhibovali autofágiu a lyzozómy liekom chlorochínom, nemetastatické bunky sa trochu spomalili, ale metastatické bunky sa úplne zničili.
"V lyzozómoch bolo niečo, čo bolo špecifické pre tieto metastatické bunky," hovorí Thorburn.
Prečo sú lyzozómy také dôležité?
Vedci ďalej chceli objasniť a presne pochopiť, prečo sú lyzozómy tak neuveriteľne dôležité pre metastázovanie rakovinových buniek. Za týmto účelom vyvinuli bunky rezistentné na chlorochín.
Išlo o rast metastatických buniek spolu s malým množstvom chlorochínu. Väčšina buniek zomrela, ale tie, ktoré prežili, boli uchované a znova pestované chlorochínom. Ako sa mnohokrát rozdelili, každá nasledujúca generácia bola čoraz odolnejšia voči chlorochínu.
Keď sa však bunky postupne stávali rezistentnými, stratili schopnosť metastázovať.
Ako vysvetľuje Morgan: „Dvere sa otáčajú oboma smermi: keď sme vybrali bunky, ktoré odolávali chlorochínu, stali sa nemetastázujúcimi. A keď sme vybrali bunky, ktoré boli metastatické, získali citlivosť na chlorochín. Prestali rásť a zomreli, pretože zrazu záviseli od lyzozomálneho pôsobenia, ktoré chlorochín odoberá. “
Toto zistenie môže byť užitočné pri liečbe rakoviny. Theodorescu uvádza príklad a hovorí: „Ak by pacient mal pacient s rakovinou močového mechúra a my by sme mu podávali chlorochín, predpokladajme, že niektoré rakovinové bunky sa stali voči chlorochínu rezistentné.“
"Na základe našej štúdie by sme predpovedali, že aj keď rezistentné bunky začnú opäť rásť, už by neboli metastatické." To môže mať pre pacienta klinický prínos. “
Nakoniec vedci zistili, že v tomto procese sa zdá byť dôležitý proteín nazývaný ID4. Bunky s nižšími hladinami ID4 boli citlivé na chlorochín a metastatické; pacienti s vyššími hladinami ID4 boli menej metastatickí a rezistentní na chlorochín.
Je možné, že ID4 by sa mohol použiť ako marker na predpovedanie výsledkov pacienta. V skutočnosti je už známe, že vyššie hladiny ID4 predpovedajú lepšie výsledky pre rakovinu močového mechúra, prsníkov a prostaty.
V súčasnosti existuje veľký záujem o inhibítory autofágie na použitie pri liečbe rakoviny; táto štúdia poskytuje zaujímavý pohľad a nepochybne podnieti ďalšie vyšetrovanie.
