Nieoczekiwane zachowanie komórek nowotworowych odkryte. Otworzy to nowe metody leczenia raka?
20250225 AD.

Komórki nowotworowe współpracują ze sobą, aby wydobywać składniki odżywcze ze swojego środowiska. Pokazuje to badanie przeprowadzone przez amerykańskich i francuskich naukowców, o którym donosi czasopismo naukowe "Nature". To kooperacyjne zachowanie jest nie tylko nieoczekiwane, ale może również otworzyć nowe podejścia do leczenia raka.

Naukowcy od dawna wiedzą, że komórki nowotworowe konkurują ze sobą o składniki odżywcze i inne zasoby. Zgodnie z poprzednią teorią, z czasem guz staje się coraz bardziej agresywny, ponieważ jest zdominowany przez bardziej asertywne komórki. Teraz pojawiło się nowe zachowanie, które zaskoczyło ekspertów: Podobnie jak inne organizmy, które wspierają przetrwanie całego swojego gatunku w naturze poprzez zachowania kooperacyjne, komórki nowotworowe najwyraźniej również mają warunki, w których pomagają sobie nawzajem.

Czy możliwe jest zagłodzenie komórek nowotworowych?
Jednym z przykładów są pingwiny, które tworzą zwarte grupy w lodowatym zimnie, aby magazynować ciepło, lub grzyby drożdżowe, które współpracują ze sobą, gdy brakuje cukru. Podobnie komórki nowotworowe odkrywają "sąsiedzką miłość", gdy tylko zabraknie im składników odżywczych. Pokazuje to nowe badanie prowadzone przez biologa Carlosa Carmonę-Fontaine'a z New York University.

Grupa badawcza badała wzrost komórek nowotworowych odmiennych typów guza w różnych warunkach. Korzystając z mikroskopu sterowanego robotem i specjalnego oprogramowania do analizy obrazu, naukowcy przeanalizowali miliony komórek. Wykazało to, że komórki nowotworowe współpracują ze sobą w większym stopniu, gdy brakuje im aminokwasów, takich jak glutamina.

"Ograniczenie aminokwasów przyniosło korzyści większym populacjom komórek, ale nie tym, które składały się tylko z kilku komórek, co sugeruje, że był to proces współpracy" - wyjaśniła Carmona-Fontaine.

Im bliżej siebie żyją komórki i im bardziej mogą w tym uczestniczyć, tym lepiej to działa. W eksperymentach z komórkami raka skóry, piersi i płuc zespół badawczy odkrył również, że oligopeptydy, małe białka składające się z krótkich łańcuchów aminokwasowych, są kluczowym źródłem pożywienia dla komórek nowotworowych.

Występują w organizmie jako substancje sygnalizacyjne, na przykład podczas regeneracji obszarów skóry, tj. gdy komórki mają się dzielić. Są one również uwalniane przez komórki ciała podczas stanu zapalnego i w obronie przed najeźdźcami - na przykład, gdy komórki nowotworowe zajęły miejsce zamieszkania.

"Odkryliśmy, że komórki nowotworowe wydzielają specjalny enzym, który rozszczepia oligopeptydy na wolne aminokwasy" - wyjaśnia Carmona-Fontaine. Ponieważ proces ten odbywa się poza komórkami, powstaje wspólna pula aminokwasów, która staje się wspólną własnością. W badaniu stwierdzono:

Dane te pokazują, że wspólne pobieranie składników odżywczych jest kluczem do przetrwania w mikrośrodowisku guza i ujawnia wrażliwość nowotworów

W kolejnym kroku zespół badawczy sprawdził, czy enzym wydzielany przez komórki nowotworowe może być specyficznie hamowany w celu zatrzymania wzrostu guzów. W tym celu wykorzystano lek Bestatin, który jest już stosowany w terapii nowotworów jako dodatek do chemioterapii. I rzeczywiście: jeśli funkcja enzymu została zablokowana, komórki nowotworowe nie mogły już wykorzystywać oligopeptydów i umierały.

Naukowcy wykorzystali również nożyczki genu Crispr, aby specjalnie wyłączyć gen, który służy jako szablon dla enzymu. Eksperymenty na myszach wykazały, że guzy bez tego genu rosły znacznie wolniej. Efekt był jeszcze wyraźniejszy, gdy podaż składników odżywczych została ograniczona przez ukierunkowaną dietę o niskiej zawartości aminokwasów.

"Ponieważ pozbawiliśmy je zdolności do wydzielania enzymu i wykorzystywania oligopeptydów w ich środowisku, komórki nie mogą już współpracować, co następnie zapobiega wzrostowi guza" - wyjaśnił Carmona-Fontaine. "Konkurencja jest nadal kluczowa dla ewolucji guza i progresji raka, ale nasze badanie sugeruje, że interakcje kooperacyjne w obrębie guzów są również ważne" - dodał ekspert.

Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia przyczynią się do opracowania nowych metod leczenia raka. Badanie jest "wkładem koncepcyjnym, który będzie miał wpływ na klinikę". W szczególności połączenie hamowania enzymów i dostosowania diety, diety niskobiałkowej, może być obiecującym podejściem do spowolnienia wzrostu guza.

Artykuł powstał na podstawie tłumaczenia tekstu z serwisu Welt.de. Jego autorem jest Alice Lanzke


http://e-manus.pl/