Kako stvoriti i uništiti metastatske stanice raka
Nova studija identificirala je način ometanja stanica raka i sprječavanja njihovog metastaziranja. Ključ leži u isključivanju sposobnosti stanice da iznese smeće.
Jedan od najizazovnijih aspekata raka je sposobnost metastaziranja.
Stanice raka mogu se odvojiti od trenutnog položaja, putovati tijelom i početi se množiti na novim, udaljenim mjestima.
Metastaze otežavaju pronalazak i liječenje tumora. Budući da su metastaze tako ključno područje istraživanja raka, znanstvenici su uložili mnogo truda u razumijevanje kako to čini rak.
Nedavno istraživanje koje je proveo Michael J. Morgan, dr. Sc. Na Sveučilištu Colorado Cancer Center u Aurori, dodaje nove detalje ionako složenoj slici. Nalazi su objavljeni u Zbornik Nacionalne akademije znanosti.
Znanstvenike je posebno zanimalo stanično odlaganje smeća. Morgan objašnjava zašto je to tako, rekavši: „Visoko metastatske stanice napuštaju svoj sretni dom i imaju sve te stresove na sebi. Jedan od načina na koji je stanica sposobna nositi se sa stresovima jest zbrinjavanje staničnog otpada ili oštećenih komponenata stanice i njihova reciklaža. "
Ako se netko ometa u ovom procesu recikliranja, metastaze mogu biti blokirane.
"Kada isključimo aktivnost staničnih struktura nazvanih lizosomi", kaže Morgan, "koje stanica koristi za ovu reciklažu, metastatske stanice postaju nesposobne preživjeti te stresove."
U ovom recikliranju važna je autofagija, prirodni postupak u kojem se stanica raspada i reciklira neispravne dijelove stanice.
Morgan i Andrew Thorburn - koji su pomogli u nedavnom istraživanju - obojica se smatraju stručnjacima na temu autofagije. Uključen je i dr. Dan Theodorescu, stručnjak za metastaze.
Proces autofagije
Autofagija je neophodna za opstanak zdravih i malignih stanica. U osnovnim crtama, autofagija započinje kada je stanični "otpad" okružen sfernom strukturom koja se naziva autofagosom.
Ova dvostruko membranska struktura prenosi smeće kroz citoplazmu dok ne dođe do paketa destruktivnih enzima poznatih kao lizosom. Autofagosom se stapa s lizosomom i sadržaj se uništava.
Tinking tim postupkom Morgan i tim otkrili su načine kako ometati sposobnost metastaziranja stanice karcinoma.
"Ono što je iznenadilo", kaže Morgan, "bilo je da za metastatsku stanicu nije bio važan sam proces autofagije. Ako inhibirate autofagiju u ranoj fazi, možete smanjiti rast stanica i metastatskih i nemetastatskih stanica. "
"Ali ako blokirate lizozomsku funkciju kasne faze autofagije, ona puno teže pogađa ove metastatske stanice i one zapravo umiru."
Michael J. Morgan, dr. Sc.
Drugim riječima, kada je tim blokirao autofagiju genetskim isključivanjem, patile su i metastatske i nemetastatske stanice. Međutim, kada su lijekom klorokin inhibirali autofagiju i lizosome, nemetastatske stanice su malo usporene, ali metastatske stanice su potpuno uništene.
"Bilo je nečega u vezi s lizosomima, što je bilo specifično za ove metastatske stanice", kaže Thorburn.
Zašto su lizosomi toliko važni?
Dalje, znanstvenici su željeli detaljno analizirati i razumjeti zašto su lizosomi tako nevjerojatno važni za metastaziranje stanica raka. Da bi to učinili, razvili su stanice otporne na klorokin.
To je uključivalo rastuće metastatske stanice uz male količine klorokina. Većina stanica umrla je, ali one koje su preživjele zadržane su i ponovo uzgajane s klorokinom. Kako su se dijelili mnogo puta, svaka uzastopna generacija postajala je sve otpornija na klorokin.
Međutim, kako su stanice postojano postajale rezistentne, izgubile su sposobnost metastaziranja.
Kao što Morgan objašnjava, „Vrata se okreću u oba smjera: kad smo odabrali stanice koje su se opirale klorokinu, postale su nemetastatske. A kad smo odabrali stanice koje su metastatske, stekle su osjetljivost na klorokin. Prestali su rasti i umrli su jer su odjednom postali ovisni o lizosomskom djelovanju koje klorokin uklanja. "
Ovo otkriće može biti korisno u liječenju raka. Theodorescu daje primjer, govoreći: "S pacijentom, ako je imao tumor karcinoma mokraćnog mjehura, a mi smo dali klorokin, pretpostavimo da su neke stanice raka postale rezistentne na klorokin."
„Predvidjeli bismo, na temelju naše studije, čak i ako otporne stanice počnu ponovno rasti, više ne bi bile metastatske. To može imati kliničku korist za pacijenta. "
Na kraju, istraživači su otkrili da se protein nazvan ID4 čini važnim u ovom procesu. Stanice s nižom razinom ID4 bile su osjetljive na klorokin i metastatske; oni s višim razinama ID4 bili su manje metastatski i otporni na klorokin.
Moguće je da bi se ID4 mogao koristiti kao biljeg za predviđanje ishoda pacijenta. Zapravo su već poznate više razine ID4 koje predviđaju bolje ishode za rak mokraćnog mjehura, dojke i prostate.
Trenutno postoji veliko zanimanje za inhibitore autofagije za upotrebu u liječenju raka; ova studija pruža zanimljiv uvid i nesumnjivo će potaknuti daljnju istragu.
