Hogyan lehet létrehozni és elpusztítani a metasztatikus rákos sejteket
Egy új tanulmány meghatározta a rákos sejtek beavatkozásának és az áttétképződés megakadályozásának módját. A kulcs abban rejlik, hogy leállítják a sejt azon képességét, hogy kivegye a szemetet.
A rák egyik legnagyobb kihívása az áttétképesség.
A rákos sejtek elszakadhatnak jelenlegi helyzetüktől, bejárhatják a testet, és új, távoli helyeken megkezdhetik a szaporodást.
A metasztázis megnehezíti a daganatok megtalálását és kezelését. Mivel az áttét a rákkutatás egyik kulcsfontosságú területe, a tudósok nagyon sokat dolgoznak annak megértésében, hogy a rák hogyan működik.
Egy nemrégiben végzett tanulmány, amelyet Michael J. Morgan, Ph.D. végzett az Aurorai Colorado Egyetem Rákközpontjában, új részleteket ad az amúgy is összetett képhez. Az eredményeket a A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei.
A tudósokat különösen a sejtes szemétlerakás érdekelte. Morgan megmagyarázza, miért van ez, mondván: „Az erősen áttétes sejtek elhagyják boldog otthonukat, és mindezek a stresszek rajta vannak. Az egyik módja annak, hogy a sejt képes kezelni a feszültségeket, a sejthulladékok vagy a sérült sejtalkatrészek ártalmatlanítása és újrahasznosítása. "
Ha valaki beavatkozik ebbe az újrahasznosítási folyamatba, akkor a metasztázis blokkolható.
"Amikor kikapcsoljuk a lizoszómának nevezett sejtstruktúrák aktivitását" - mondja Morgan -, amelyet egy sejt használ erre az újrafeldolgozásra, a metasztatikus sejtek képtelenek túlélni ezeket a stresszeket. "
Ebben az újrahasznosításban fontos az autofágia, egy természetes folyamat, amelyben a sejt lebontja és újrahasznosítja a sejt hibás részeit.
Morgan és Andrew Thorburn - akik segítettek a legújabb kutatásokban - mindketten szakértőknek számítanak az autofágia témájában. Ebben részt vett Dr. Dan Theodorescu, az áttétek szakértője is.
Az autofágia folyamata
Az autofágia elengedhetetlen az egészséges sejtek és a rosszindulatú sejtek túléléséhez egyaránt. Alapvetően az autofágia akkor kezdődik, amikor a sejtes „szemetet” egy autofagoszómának nevezett gömbszerkezet veszi körül.
Ez a kettős hártyájú szerkezet addig hordozza a szemetet a citoplazmában, amíg el nem éri a lizoszómaként ismert destruktív enzimek csomagját. Az autofagoszóma összeolvad a lizoszómával, és a tartalma megsemmisül.
Ezzel a folyamattal Morgan és csapata feltárta a rákos sejtek áttétképző képességének megzavarásának módjait.
„Ami meglepő volt - mondja Morgan -, hogy nem maga az autofágia folyamata volt különösen fontos a metasztatikus sejt számára. Ha korai stádiumban gátolja az autofágia működését, csökkentheti mind a metasztatikus, mind a nem metasztatikus sejtek növekedését. "
"De ha blokkolja a késői stádiumú autofágia lizoszómaműködését, az sokkal jobban érinti ezeket az áttétes sejteket, és valójában elpusztulnak."
Michael J. Morgan, Ph.D.
Más szavakkal, amikor a csapat gátolta az autofágia genetikai kikapcsolásával, mind a metasztatikus, mind a nem metasztatikus sejtek szenvedtek. Amikor azonban a klorokin gyógyszerrel gátolták az autofágia és a lizoszómákat, a nem metasztatikus sejtek kissé lelassultak, de az áttétes sejtek teljesen megsemmisültek.
"A lizoszómákban volt valami, ami specifikus ezekre az áttétes sejtekre" - mondja Thorburn.
Miért olyan fontosak a lizoszómák?
Ezután a tudósok meg akarták mélyíteni, és pontosan meg akarták érteni, hogy a lizoszómák miért olyan hihetetlenül fontosak a rákos sejtek metasztázisában. Ehhez klorokin-rezisztens sejteket fejlesztettek ki.
Ez magában foglalta metasztatikus sejtek növesztését kis mennyiségű klorokin mellett. A sejtek többsége elpusztult, de a fennmaradt sejteket klorokin mellett tartották és növesztették. Mivel sokszor megoszlottak, minden egymást követő generáció egyre ellenállóbbá vált a klorokinnal szemben.
Amint azonban a sejtek folyamatosan rezisztenssé váltak, elvesztették metasztázisképességüket.
Mint Morgan magyarázza: „Az ajtó mindkét irányba lendül: amikor a klorokinnek ellenálló sejtekhez választottunk, azok nem áttétesek lettek. Amikor pedig metasztatikus sejteket választottunk ki, érzékenységet nyertek a klorokinnal szemben. Megálltak a növekedéstől, és meghaltak, mert hirtelen azokra a lizoszomális hatásokra számítottak, amelyeket a klorokin elveszít. ”
Ez a megállapítás hasznos lehet a rák kezelésében. Theodorescu hoz egy példát, mondván: "Ha egy pácienssel húgyhólyagrákos daganata volt, és mi klorokint adtunk, akkor tegyük fel, hogy egyes rákos sejtek rezisztenssé váltak a klorokin ellen."
„Vizsgálatunk alapján megjósolnánk, hogy ha a rezisztens sejtek újra növekedni kezdenek, akkor már nem lennének áttétesek. Ennek klinikai haszna lehet a beteg számára. ”
Végül a kutatók megállapították, hogy az ID4 nevű fehérje fontosnak tűnik ebben a folyamatban. Az alacsonyabb ID4-szinttel rendelkező sejtek érzékenyek voltak a klorokinra és áttétet mutattak; a magasabb ID4-szinttel rendelkezők kevésbé voltak metasztatikusak és klorokin-rezisztensek.
Lehetséges, hogy az ID4 felhasználható markerként a beteg kimenetelének előrejelzésére. Valójában már ismert, hogy az ID4 magasabb szintje jósolja a hólyag-, emlő- és prosztatarák jobb eredményeit.
Jelenleg nagy az érdeklődés a rák kezelésében alkalmazható autofágia-gátlók iránt; ez a tanulmány érdekes betekintést nyújt, és kétségtelenül további vizsgálatokat fog ösztönözni.
