Rak: Znanstvenici otkrivaju kako pojačati radioterapiju
Znanstvenici su nedavno identificirali molekularni put koji povezuje kretanje centara za proizvodnju energije ili mitohondrija u stanicama raka s otpornošću na radioterapiju. To bi, kažu, moglo dovesti do poboljšanog liječenja karcinoma.
Iako su prethodne studije već otkrile da put - nazvan Arf6-AMP1-PRKD2 - igra ključnu ulogu u invazivnosti karcinoma, njegov odnos prema rezistenciji na liječenje i dalje je nejasan.
Proučavajući agresivne stanice raka dojke, znanstvenici sa sveučilišta Hokkaido u Japanu otkrili su da Arf6-AMP1-PRKD2 kontrolira kretanje mitohondrija unutar stanica.
Nedavni rad u časopisu Prirodne komunikacije opisuje njihov rad.
Put omogućuje mitohondrijima da se "rasprše" i pomaknu se prema obodu stanica, što povećava invazivnost raka.
Tim je primijetio da je blokiranje puta uzrokovalo da se strukture koje generiraju energiju okupljaju u središtu stanica. Tamo su mitohondriji počeli proizvoditi i oslobađati prekomjerne količine nestabilnih molekula bogatih kisikom poznatih kao reaktivne vrste kisika (ROS).
ROS molekule su dvosjekli mač u raku; do određene razine promiču invazivnost raka, ali kad su količine prekomjerne, ubijaju stanice raka.
ROS, kretanje mitohondrija i integrin
Jedan od razloga što radioterapija - koja koristi ionizirajuće zračenje - može smanjiti ili eliminirati tumore je taj što povećava proizvodnju ROS-a unutar stanica karcinoma.
Međutim, neki karcinomi postaju otporni na radioterapiju i druge tretmane koji djeluju povećavanjem ROS-a u stanicama raka jer stanice razvijaju toleranciju na molekule.
Studija nije prva koja je primijetila da se mitohondriji kreću unutar stanica. Poznato je da se ovaj prijedlog događa u raznim okolnostima. Kada se, na primjer, bijele krvne stanice pomaknu prema cilju - poput patogena ili potencijalno štetnog agensa - njihovi će se mitohondriji skupljati na njihovim stražnjim krajevima.
S druge strane, u invazivnim stanicama raka "moćnici" se okupljaju u vodećem rubu stanice.
Čini se da je protein nazvan integrin također uključen u invazivnost karcinoma. Protein normalno sjedi u staničnoj membrani i pomaže prikapiti stanicu na matricu tvari koja okružuje stanice i drži tkiva na okupu.
Nova studija dublje je proučila kako ROS, mitohondrijska dinamika u stanicama i integrin mogu biti povezani s invazivnim karcinomom.
Ispitivanje veze u invazivnom raku
Istražitelji su izveli niz eksperimenata u invazivnim stanicama raka dojke. Pratili su proizvodnju ROS-a i kretanje mitohondrija u stanicama označavanjem različitih molekula fluorescentnim biljezima.
Zatim su blokirali određene molekule povezane s invazivnošću raka i promatrali što se dogodilo s tim mehanizmima. Tako su identificirali put Arf6-AMP1-PRKD2.
Rezultati su otkrili da put pomaže recikliranju integrina u stanici raka, uzrokujući da tvori "adhezijski kompleks" u membrani stanice. Na kraju je to pokrenulo kretanje mitohondrija do ruba stanice.
Blokiranje puta, međutim, učinilo je da se mitohondriji okupljaju usred stanice raka umjesto na rubu i smanjuje invazivnost.
Tim je zatim pokazao da je upravo to okupljanje u centru dovelo do toga da su mitohondriji stvorili prekomjerne količine ROS molekula, koje su ubile stanice.
Prema autorima, "Ova otkrića ukazuju na novu molekularnu vezu između kretanja stanica i mitohondrijske dinamike, koja se čini presudnom i za invazivnu aktivnost i za toleranciju na ROS visokoinvazivnog karcinoma."
Zaključuju:
"Naša otkrića također mogu dovesti do novih strategija za poboljšanje učinkovitosti terapija raka posredovanih ROS-om, poput [radioterapije]."
