Καρκίνος: Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν πώς να ενισχύσουν την ακτινοθεραπεία
Οι επιστήμονες εντόπισαν πρόσφατα ένα μοριακό μονοπάτι που συνδέει την κίνηση κέντρων παραγωγής ενέργειας, ή μιτοχόνδρια, σε καρκινικά κύτταρα με αντίσταση στην ακτινοθεραπεία. Αυτό, λένε, θα μπορούσε να οδηγήσει σε βελτιωμένες θεραπείες για τον καρκίνο.
Αν και προηγούμενες μελέτες είχαν ήδη αποκαλύψει ότι το μονοπάτι - που ονομάζεται Arf6-AMP1-PRKD2 - παίζει βασικό ρόλο στην εισβολή του καρκίνου, η σχέση του με την αντίσταση στη θεραπεία παρέμεινε ασαφής.
Μελετώντας τα επιθετικά καρκινικά κύτταρα του μαστού, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Hokkaido στην Ιαπωνία διαπίστωσαν ότι το Arf6-AMP1-PRKD2 ελέγχει την κίνηση των μιτοχονδρίων μέσα στα κύτταρα.
Μια πρόσφατη εργασία που εμφανίζεται στο περιοδικό Επικοινωνία φύσης περιγράφει το έργο τους.
Το μονοπάτι επιτρέπει στα μιτοχόνδρια να «διασκορπίζονται» και να κινούνται προς την περίμετρο των κυττάρων, γεγονός που αυξάνει την εισβολή του καρκίνου.
Η ομάδα παρατήρησε ότι ο αποκλεισμός του μονοπατιού προκάλεσε τη συγκέντρωση των δομών παραγωγής ενέργειας στο κέντρο των κυττάρων. Εκεί, τα μιτοχόνδρια άρχισαν να παράγουν και να απελευθερώνουν υπερβολικές ποσότητες ασταθών πλούσιων σε οξυγόνο μορίων γνωστών ως αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS).
Τα μόρια ROS είναι ένα δίκοπο σπαθί στον καρκίνο. Μέχρι ένα ορισμένο επίπεδο, προάγουν τη διείσδυση του καρκίνου, αλλά όταν οι ποσότητες είναι υπερβολικές, σκοτώνουν τα καρκινικά κύτταρα.
ROS, κίνηση μιτοχονδρίων και ιντεγκρίνη
Ένας λόγος για τον οποίο η ακτινοθεραπεία - η οποία χρησιμοποιεί ιονίζουσα ακτινοβολία - μπορεί να συρρικνωθεί ή να εξαλείψει τους όγκους είναι επειδή αυξάνει την παραγωγή ROS μέσα σε καρκινικά κύτταρα.
Ορισμένοι καρκίνοι, ωστόσο, γίνονται ανθεκτικοί στην ακτινοθεραπεία και σε άλλες θεραπείες που λειτουργούν αυξάνοντας το ROS στα καρκινικά κύτταρα επειδή τα κύτταρα αναπτύσσουν ανοχή στα μόρια.
Η μελέτη δεν είναι η πρώτη που παρατηρεί ότι τα μιτοχόνδρια κινούνται μέσα στα κύτταρα. Είναι γνωστό ότι αυτή η κίνηση συμβαίνει υπό διάφορες συνθήκες. Όταν τα λευκά αιμοσφαίρια, για παράδειγμα, κινούνται προς έναν στόχο - όπως ένα παθογόνο ή δυνητικά επιβλαβές μέσο - τα μιτοχόνδρια τους θα συλλέγονται στα πίσω άκρα τους.
Σε διηθητικά καρκινικά κύτταρα, από την άλλη πλευρά, τα «εργοστάσια δύναμης» συγκεντρώνονται στο κορυφαίο χείλος του κυττάρου.
Μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ιντεγκρίνη φαίνεται επίσης να εμπλέκεται στην εισβολή του καρκίνου. Η πρωτεΐνη συνήθως κάθεται στην κυτταρική μεμβράνη και βοηθά στην προσκόλληση του κυττάρου στη μήτρα ουσιών που περιβάλλει τα κύτταρα και συγκρατεί τους ιστούς μαζί.
Η νέα μελέτη εξέτασε βαθύτερα τον τρόπο με τον οποίο το ROS, η μιτοχονδριακή δυναμική στα κύτταρα και η ιντεγκρίνη μπορεί να συνδεθούν στον επεμβατικό καρκίνο.
Διερεύνηση του συνδέσμου στον επεμβατικό καρκίνο
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν ένα σύνολο πειραμάτων σε διηθητικά κύτταρα καρκίνου του μαστού. Παρακολούθησαν την παραγωγή ROS και την κίνηση των μιτοχονδρίων στα κύτταρα επισημαίνοντας διάφορα μόρια με δείκτες φθορισμού.
Έπειτα μπλοκάρουν ορισμένα μόρια που συνδέονται με τη διείσδυση στον καρκίνο και παρατήρησαν τι συνέβη σε αυτούς τους μηχανισμούς. Έτσι εντοπίστηκαν το μονοπάτι Arf6-AMP1-PRKD2.
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι το μονοπάτι βοηθούσε στην ανακύκλωση της ιντεγκρίνης στο καρκινικό κύτταρο, με αποτέλεσμα να σχηματίσει ένα «σύμπλεγμα προσκόλλησης» στη μεμβράνη του κυττάρου. Τελικά, αυτό πυροδότησε την κίνηση των μιτοχονδρίων στην άκρη του κελιού.
Το μπλοκάρισμα του μονοπατιού, ωστόσο, έκανε τα μιτοχόνδρια να συγκεντρωθούν στη μέση του καρκινικού κυττάρου αντί για την άκρη και να μειώσουν την εισβολή.
Η ομάδα έδειξε τότε ότι αυτή η συγκέντρωση στο κέντρο οδήγησε τα μιτοχόνδρια να παράγουν υπερβολικές ποσότητες μορίων ROS, τα οποία σκότωσαν τα κύτταρα.
Σύμφωνα με τους συγγραφείς, «Αυτά τα ευρήματα δείχνουν μια νέα μοριακή σχέση μεταξύ των κινήσεων των κυττάρων και της μιτοχονδριακής δυναμικής, η οποία φαίνεται να είναι κρίσιμη τόσο για την επεμβατική δραστηριότητα όσο και για την ανοχή στο ROS των εξαιρετικά επεμβατικών καρκίνων.
Καταλήγουν:
"Τα ευρήματά μας μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε νέες στρατηγικές για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των θεραπειών καρκίνου που προκαλούνται από ROS, όπως η [ακτινοθεραπεία]."
