Kako ustvariti in uničiti metastatske rakave celice
Nova študija je opredelila način, kako posegati v rakave celice in preprečiti njihovo metastaziranje. Ključ je v zaustavitvi sposobnosti celice, da odnese smeti.
Eden najzahtevnejših vidikov raka je sposobnost metastaziranja.
Celice raka se lahko odcepijo od trenutnega položaja, potujejo po telesu in se začnejo množiti na novih, oddaljenih lokacijah.
Metastaze otežujejo iskanje in zdravljenje tumorjev. Ker so metastaze tako osrednje področje raziskav raka, so znanstveniki vložili veliko dela, da bi razumeli, kako to počne rak.
Nedavna študija, ki jo je dr.Michael J. Morgan izvedel v Centru za raka Univerze v Koloradu v Aurori, dodaja nove podrobnosti že tako zapleteni sliki. Ugotovitve so objavljene v Zbornik Nacionalne akademije znanosti.
Znanstvenike je še posebej zanimalo odlaganje smeti v celicah. Morgan pojasnjuje, zakaj je tako, in pravi: »Zelo metastatske celice zapustijo svoj srečni dom in imajo na sebi vse te obremenitve. Eden od načinov, kako se celica lahko spopada s stresi, je odstranjevanje celičnih odpadkov ali poškodovanih celičnih komponent in njihovo recikliranje. "
Če kdo poseže v ta postopek recikliranja, lahko metastaze blokira.
"Ko izklopimo aktivnost celičnih struktur, imenovanih lizosomi," pravi Morgan, "ki jo celica uporablja za to recikliranje, metastatske celice ne morejo preživeti teh stresov."
Pri tem recikliranju je pomembna avtofagija, naravni postopek, pri katerem se celica razgradi in reciklira napačne dele celice.
Morgan in Andrew Thorburn, ki sta pomagala pri nedavnih raziskavah, veljata za strokovnjaka na temo avtofagije. Sodeloval je tudi dr. Dan Theodorescu, strokovnjak za metastaze.
Proces avtofagije
Avtofagija je bistvenega pomena za preživetje zdravih celic in malignih celic. V bistvu se avtofagija začne, ko je celična "smeti" obdana s sferično strukturo, imenovano avtofagosom.
Ta dvojno membranska struktura prenaša smeti skozi citoplazmo, dokler ne doseže paketa uničujočih encimov, znanih kot lizosom. Avtofagosom se zlije z lizosomom in vsebina se uniči.
Morgan in ekipa sta s tem postopkom razkrila načine, kako ovirati sposobnost rakavih celic, da metastazirajo.
»Presenetljivo je bilo,« pravi Morgan, »to, da sam postopek avtofagije ni bil posebej pomemben za metastatsko celico. Če v zgodnji fazi zavirate avtofagijo, lahko zmanjšate rast celic tako metastatskih kot tudi ne-metastatskih celic. "
"Če pa blokirate funkcijo lizosoma pozne faze avtofagije, te metastatske celice prizadenejo veliko močneje in dejansko odmrejo."
Michael J. Morgan, dr.
Z drugimi besedami, ko je ekipa blokirala avtofagijo z genetskim izklopom, so trpele tako metastatske kot nemetastatske celice. Ko pa so z zdravilom klorokin zavirali avtofagijo in lizosome, so bile nemetastatske celice nekoliko upočasnjene, vendar so bile metastatske celice popolnoma uničene.
"V lizosomih je bilo nekaj, kar je bilo značilno za te metastatske celice," pravi Thorburn.
Zakaj so lizosomi tako pomembni?
Nato so znanstveniki želeli natančno določiti, zakaj so lizosomi tako neverjetno pomembni za metastaziranje rakavih celic. Za to so razvili celice, odporne na klorokin.
To je vključevalo rastoče metastatske celice skupaj z majhnimi količinami klorokina. Večina celic je umrla, tiste, ki so preživele, pa so obdržali in znova gojili s klorokinom. Ko so se večkrat razdelili, je vsaka naslednja generacija postala vedno bolj odporna na klorokin.
Ker pa so celice nenehno postajale odporne, so izgubile sposobnost metastaziranja.
Kot pojasnjuje Morgan, »vrata nihajo v obe smeri: ko smo izbrali celice, ki so se upirale klorokinu, so postale nemetastatske. In ko smo izbrali za celice, ki so bile metastatske, so dobile občutljivost za klorokin. Prenehali so rasti in umrli, ker so naenkrat postali odvisni od lizosomskega delovanja, ki ga klorokin odvzame. "
Ta ugotovitev je lahko koristna pri zdravljenju raka. Theodorescu navaja primer in pravi: "Če je imel bolnik tumor na raku mehurja in smo dali klorokin, domnevamo, da so nekatere rakave celice postale odporne na klorokin."
»Na podlagi naše študije bi predvideli, da tudi če odporne celice začnejo znova rasti, ne bi bile več metastatske. To ima lahko za bolnika klinične koristi. "
Nazadnje so raziskovalci ugotovili, da se beljakovina, imenovana ID4, v tem procesu zdi pomembna. Celice z nižjo vsebnostjo ID4 so bile občutljive na klorokin in metastatske; tisti z višjo vsebnostjo ID4 so bili manj metastatski in klorokin odporni.
Možno je, da bi lahko ID4 uporabili kot označevalec za napovedovanje izidov pacientov. Pravzaprav je že znano, da višje ravni ID4 napovedujejo boljše rezultate raka na mehurju, dojkah in prostati.
Trenutno obstaja veliko zanimanje za zaviralce avtofagije za uporabo pri zdravljenju raka; ta študija ponuja zanimiv vpogled in bo nedvomno spodbudila nadaljnje preiskave.
