Rak: Znanstveniki razkrivajo, kako spodbuditi radioterapijo
Znanstveniki so nedavno identificirali molekularno pot, ki povezuje gibanje centrov za proizvodnjo energije ali mitohondrijev v rakavih celicah z odpornostjo na radioterapijo. Pravijo, da bi to lahko vodilo k izboljšanju zdravljenja raka.
Čeprav so prejšnje študije že razkrile, da ima pot - imenovana Arf6-AMP1-PRKD2 - ključno vlogo pri invazivnosti raka, je njen odnos do odpornosti na zdravljenje ostal nejasen.
S preučevanjem agresivnih celic raka dojke so znanstveniki z univerze Hokkaido na Japonskem ugotovili, da Arf6-AMP1-PRKD2 nadzoruje gibanje mitohondrijev znotraj celic.
Nedavni članek, ki je objavljen v reviji Nature Communications opisuje njihovo delo.
Pot omogoča, da se mitohondriji "razpršijo" in se premaknejo proti obodu celic, kar poveča invazivnost raka.
Ekipa je opazila, da je blokada poti povzročila, da so se strukture, ki ustvarjajo energijo, namesto tega zbrale v središču celic. Tam so mitohondriji začeli proizvajati in sproščati prevelike količine nestabilnih molekul, bogatih s kisikom, znanih kot reaktivne kisikove vrste (ROS).
Molekule ROS so dvorezen meč pri raku; do določene ravni spodbujajo invazivnost raka, ko pa so količine prekomerne, ubijejo rakave celice.
ROS, gibanje mitohondrijev in integrin
Eden od razlogov, da lahko radioterapija, ki uporablja ionizirajoče sevanje, lahko skrči ali odpravi tumorje, ker povečuje proizvodnjo ROS v rakavih celicah.
Nekateri raki pa postanejo odporni na radioterapijo in druga zdravljenja, ki delujejo s povečanjem ROS v rakavih celicah, ker celice razvijejo toleranco do molekul.
Študija ni prva, ki opazi, da se mitohondriji gibljejo znotraj celic. Znano je, da se to gibanje dogaja v različnih okoliščinah. Ko se na primer bele krvne celice premaknejo proti tarči - kot je patogen ali potencialno škodljivo sredstvo - se njihovi mitohondriji naberejo na njihovih zadnjih koncih.
Po drugi strani pa se v invazivnih rakavih celicah »moči« zberejo v vodilnem robu celice.
Zdi se, da je protein, imenovan integrin, vključen tudi v invazivnost raka. Beljakovina običajno sedi v celični membrani in pomaga pritrditi celico na matriks snovi, ki obkroža celice in drži tkiva skupaj.
Nova študija je podrobneje preučila, kako so lahko ROS, mitohondrijska dinamika v celicah in integrin povezani z invazivnim rakom.
Preizkušanje povezave pri invazivnem raku
Preiskovalci so izvedli vrsto poskusov na invazivnih celicah raka dojke. Sledili so proizvodnji ROS in gibanju mitohondrijev v celicah z označevanjem različnih molekul s fluorescentnimi markerji.
Nato so blokirali nekatere molekule, povezane z invazivnostjo raka, in opazovali, kaj se je zgodilo s temi mehanizmi. Tako so identificirali pot Arf6-AMP1-PRKD2.
Rezultati so pokazali, da je pot pomagala reciklirati integrin v rakavi celici, zaradi česar je v celični membrani tvoril "adhezijski kompleks". Sčasoma je to sprožilo gibanje mitohondrijev do roba celice.
Blokiranje poti pa je povzročilo, da so se mitohondriji zbrali sredi rakave celice namesto na robu in zmanjšali invazivnost.
Nato je ekipa dokazala, da je ta združitev v središču povzročila, da so mitohondriji proizvedli prekomerne količine molekul ROS, ki so ubile celice.
Po mnenju avtorjev "te ugotovitve kažejo na novo molekularno povezavo med gibanjem celic in mitohondrijsko dinamiko, ki se zdi ključnega pomena tako za invazivno aktivnost kot za toleranco do ROS zelo invazivnega raka."
Sklepajo:
"Naše ugotovitve lahko vodijo tudi do novih strategij za izboljšanje učinkovitosti ROS-posredovanih terapij raka, kot je [radioterapija]."
