Czy to nowe odkrycie może pomóc nam wyeliminować raka mózgu?
Glejak wielopostaciowy jest najpowszechniejszym typem raka mózgu, z „wbudowanymi” mechanizmami obronnymi, które nadają mu odporność. Czy nowe odkrycia dotyczące mechanizmów obronnych pomogą skuteczniej wyeliminować ten nowotwór?
Glejak wielopostaciowy (GBM) to rodzaj raka mózgu, który rozwija się z komórek nieneuronalnych znajdujących się w ośrodkowym układzie nerwowym.
National Cancer Institute (NCI) szacuje, że w 2018 roku w Stanach Zjednoczonych pojawi się 23880 nowych diagnoz GBM i innych nowotworów ośrodkowego układu nerwowego.
Leczenie GBM jest trudne. Dzieje się tak, ponieważ komórki, które ją tworzą, są często oporne na terapię, a uszkodzenia, jakie wyrządzają sąsiedniej zdrowej tkance, są zwykle trwałe, ponieważ mózg nie może łatwo się naprawić.
Właśnie dlatego naukowcy z Virginia Commonwealth University w Richmond badali mechanizmy, dzięki którym komórki rakowe chronią się same, w nadziei na zidentyfikowanie nowych sposobów ich zakłócania, które mogą w przyszłości doprowadzić do udoskonalenia terapii.
W badaniu - którego wyniki są obecnie publikowane w PNAS - naukowcom udało się zidentyfikować mechanizm, dzięki któremu komórki macierzyste glejaka unikają śmierci komórki i jak ją zakłócić.
Jak rakowe komórki macierzyste unikają zniszczenia
Autor badania Paul B. Fisher i zespół wyjaśniają, że komórki macierzyste glejaka są w stanie uniknąć anoikis, który jest rodzajem śmierci komórki (lub apoptozy), która występuje, gdy komórka odłącza się od macierzy zewnątrzkomórkowej. To jest „rusztowanie”, które wspiera komórki i pomaga regulować różnicowanie komórek macierzystych i homeostazę.
Komórki macierzyste glejaka są odporne na anoikis poprzez ochronną autofagię, w której komórki „zjadają” i „przetwarzają” własne resztki komórkowe.
Naukowcy odkryli, że w przypadku komórek macierzystych glejaka autofagia ochronna jest regulowana przez gen zwany MDA-9 / Syntenina, który został pierwotnie zidentyfikowany przez Fishera.
Ten gen, jak wykazali wcześniej Fisher i inni, jest również nadeksprymowany w wielu różnych typach raka.
W ramach tych badań zespół był w stanie stwierdzić, że zahamowanie ekspresji MDA-9 / synteniny wydaje się dezaktywować mechanizm obronny komórek macierzystych glejaka.
„Odkryliśmy, że kiedy zablokowaliśmy ekspresję MDA-9 / synteniny, komórki macierzyste glejaka tracą zdolność wywoływania ochronnej autofagii i ulegają anoikis, co prowadzi do śmierci komórek rakowych”.
Paul B. Fisher
W szczególności Fisher i współpracownik badawczy Webster K. Cavenee - z University of California w San Diego - wraz ze swoimi kolegami zauważyli, że MDA-9 / Syntenin wspomaga autofagię poprzez aktywację innego genu, BCL2, który jest odpowiedzialny za indukowanie i hamowanie śmierci komórek.
Zakłócenie mechanizmu samoobrony
Ale MDA-9 / Syntenin nie tylko wspiera autofagię; utrzymuje go na poziomach, które są wystarczająco niskie, aby nie stały się toksyczne i niszczące dla komórek macierzystych glejaka. Odbywa się to poprzez sygnalizację receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR).
Sygnalizacja EGFR jest ważna w regulacji „wzrostu, przeżycia, proliferacji i różnicowania” komórek, a liczne badania potwierdziły nadmierną sygnalizację, potwierdzającą wzrost guza w kilku typach raka.
Jednak Fisher wyjaśnia: „W przypadku braku MDA-9 / Synteniny EGFR nie może dłużej utrzymywać ochronnej autofagii”.
„Zamiast tego” - kontynuuje - „powoduje wysoce podwyższony i utrzymujący się poziom toksycznej autofagii, która dramatycznie zmniejsza przeżywalność komórek rakowych”.
Zdaniem naukowców jest to pierwszy raz, gdy ten złożony związek między autofagią ochronną a unikaniem anoikis został zbadany w GBM.
„Jest to pierwsze badanie, w którym określono bezpośredni związek między MDA-9 / Synteniną, ochronną autofagią i odpornością na anoiki” - wyjaśnia Fisher, zauważając, że naukowcy zaangażowani w badanie „[mają] nadzieję, [że] mogą wykorzystać ten proces aby opracować nowe i skuteczniejsze metody leczenia GBM i prawdopodobnie innych nowotworów ”.
W dalszych eksperymentach Fisher i zespół wykorzystali ludzkie komórki GBM i hodowle komórek macierzystych glejaka, aby wykazać, że supresja ekspresji MDA-9 / synteniny blokuje mechanizm autoochrony raka.
Ponownie zaobserwowano to w mysich modelach ludzkich komórek macierzystych glejaka, w którym to przypadku naukowcy zaobserwowali wzrost przeżywalności po zahamowaniu ekspresji MDA-9 / Syntenina.
W przyszłości ich celem jest zweryfikowanie, czy mechanizm ochronny, który odkryli w tym badaniu, występuje również w komórkach macierzystych występujących w innych typach raka.
I nadal będą opracowywać nowe sposoby hamowania MDA-9 / Synteniny, co, jak mają nadzieję, może prowadzić do ulepszonych metod leczenia raka.
