W JAKI SPOSóB KWASOWOŚĆ GUZA POMAGA W ROZPRZESTRZENIANIU SIĘ RAKA?

Badając, co dzieje się z komórkami w kwaśnych obszarach guzów, naukowcy odkryli nowe informacje na temat inwazyjności i rozprzestrzeniania się raka. Odkrycie może przełożyć się na lepsze metody leczenia agresywnych guzów.

Nowe badanie bada, w jaki sposób kwaśne środowisko wpływa na rozprzestrzenianie się guza.

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Cambridge odkryli, że kwaśne lub o niskim pH regiony guza zmieniają ekspresję genów w komórkach rakowych w sposób, który czyni je bardziej agresywnymi.

W artykule, który ukazuje się w czasopiśmie Badania nad rakiem, opisują, w jaki sposób, zmniejszając kwasowość guza, byli w stanie odwrócić ten proces u myszy.

„Kwasica nowotworowa”, mówi autor pierwszego badania, dr Nazanin Rohani, która była pracownikiem naukowym ze stopniem doktora w Instytucie Integracyjnych Badań nad Rakiem im. Kocha na MIT, „powoduje ekspresję cząsteczek zaangażowanych w inwazję komórek migracja.

„To przeprogramowanie, które jest odpowiedzią wewnątrzkomórkową na spadek zewnątrzkomórkowego pH, daje komórkom rakowym zdolność do przetrwania w warunkach niskiego pH i proliferacji”.

Przerzuty i środowisko guza

Przerzuty to złożony proces, w którym komórki rakowe stają się mobilne, oddzielają się od guzów pierwotnych, atakują pobliską tkankę, migrują, a następnie tworzą guzy wtórne w innych częściach ciała.

Około 9 na 10 wszystkich zgonów spowodowanych rakiem „jest związanych z przerzutami”. Bez przerzutów rak byłby znacznie łatwiejszą do opanowania i mniej ciężką chorobą.

Był czas, kiedy naukowcy wierzyli, że potencjał przerzutów nowotworów zależy tylko od zmian w komórkach rakowych.

Jednak od tamtego czasu naukowcy odkryli, że „złośliwa progresja raka” zależy również od udziału komórek rakowych w „zawiłej sieci interakcji” z innymi częściami otaczającej je tkanki lub mikrośrodowiskiem guza.

Obecnie naukowcy dobrze rozumieją, że guzy nie są po prostu zbiorami namnażających się komórek rakowych, ale „żywymi istotami”, obejmującymi wiele różnych typów komórek. W rzeczywistości złożoność tkanki nowotworowej „może nawet przekraczać” złożoność zdrowych tkanek.

Badanie, które podjęła dr Rohani i jej koledzy, wzbogaciło rosnącą wiedzę o mikrośrodowiskach guza i ich wkładzie w tworzenie przerzutów.

Mapowanie kwasowości guza

Wcześniejsze badania wykazały już, że kwasowość w mikrośrodowisku guza ma silny wpływ na inwazyjność raka. Jednak nie było jasne, jak zmienia się kwasowość guza i jak może zmieniać geny, aby komórki nowotworowe były bardziej inwazyjne.

Przed ostatnimi badaniami przeważał pogląd, że wysoka kwasowość w guzach występuje głównie na obszarach ubogich w tlen i ze słabym dopływem krwi.

W swoich badaniach naukowcy z MIT wykorzystali „sondę pH” do mapowania kwasowości guzów raka piersi u myszy.

Kiedy sonda pH wykryje komórkę w kwaśnym środowisku, wstawia małą cząsteczkę białka do błony komórkowej. W ten sposób naukowcy mogą oznaczyć i zidentyfikować komórki w kwaśnych obszarach guzów.

Ku swemu zaskoczeniu zespół odkrył, że obszary kwaśne są obecne nie tylko w niedotlenionych lub pozbawionych tlenu kieszonkach wewnątrz guzów. Powierzchnie guzów - gdzie łączą się ze zrębem lub otaczającą je „tkanką strukturalną” - również zawierały obszary kwaśne.

To odkrycie sugeruje, że głód tlenu nie był głównym powodem kwasowości guzów. Po dokładniejszym zbadaniu naukowcy odkryli inną przyczynę zakwaszenia mikrośrodowiska na powierzchni guza.

Zmniejszenie kwasowości guza

Okazało się, że metabolizm wielu komórek na powierzchni guzów piersi zmienił się w tlenową glikolizę. Ten rodzaj metabolizmu wytwarza kwas mlekowy, co powoduje, że mikrośrodowisko guza jest bardziej kwaśne.

W tych kwaśnych obszarach powierzchni guza komórki zmieniły swoje geny, aby włączyć procesy sprzyjające inwazji i przerzutom.

Wśród aktywowanych genów znalazł się gen zaangażowany w rozwój zarodka i wytwarzający białko, które wspomaga migrację komórek przez krwioobieg. Innym był taki, który sprawia, że komórki nowotworowe są bardziej zdolne do penetracji otaczającej tkanki.

W innym zestawie eksperymentów zespół odkrył, że zmniejszenie kwasowości mikrośrodowiska guza przywróciło prawie normalną ekspresję genów.

Naukowcy zmniejszyli kwasowość guza u myszy, dodając wodorowęglan sodu do wody pitnej. Inne badania wykazały również, że zmniejsza to przerzuty u myszy.

Starszy autor badania Frank B. Gertler, który jest profesorem biologii na MIT, mówi, że ludzie nie tolerują wodorowęglanu sodu, więc nie byłoby to dla nich odpowiednie potencjalne leczenie.