Jak komórki raka płuc przebierają się, aby uniknąć chemii
Nowe badania ujawniły kameleoniczne zdolności komórek raka płuca: poprzez przejmowanie cech komórek innych głównych narządów komórki raka płuc mogą uniknąć chemioterapii. Odkrycia otwierają ścieżki dla bardziej ukierunkowanych terapii.
Rak płuc jest obecnie główną przyczyną zgonów związanych z rakiem, zarówno na świecie, jak iw Stanach Zjednoczonych.
Choroba ma również jeden z najniższych wskaźników przeżycia - częściowo dlatego, że guzy raka płuc są od początku oporne na leczenie lub z czasem stają się oporne na leczenie.
Nowe badania sugerują, że jednym z powodów, dla których komórki rakowe mogą uniknąć chemioterapii, jest ich zdolność do przyjmowania cech komórek z sąsiednich narządów.
Co więcej, nowe badanie - które zostało przeprowadzone przez Purushothama Rao Tata, adiunkta biologii komórki w Duke University School of Medicine w Durham, NC, i opublikowane w czasopiśmie Developmental Cell - znajduje mutację genetyczną i mechanizm, który napędza ten proces zmiany kształtu.
Jak przebierają się komórki raka płuc
Prof. Tata i jego zespół przeanalizowali dane genetyczne z dużej genetycznej bazy danych, w której zgromadzono tysiące próbek z 33 różnych typów raka, i sprofilowali ich genomy.
Naukowcy skupili się na tak zwanym niedrobnokomórkowym raku płuca, który stanowi 80–85% wszystkich przypadków raka płuca.
Analizując genomy guzów raka płuc, naukowcy odkryli, że wielu z nich nie zawierało NKX2-1. Jest to gen znany z „mówienia” komórkom, aby rozwinęły się specyficznie w komórkę płuc.
Zamiast tego zespół odkrył, że te komórki mają cechy genetyczne normalnie związane z narządami żołądkowo-jelitowymi - takimi jak trzustka, dwunastnica i jelito cienkie - oraz przełykiem i wątrobą.
Na podstawie tych wstępnych obserwacji naukowcy postawili hipotezę, że wybicie genu NKX2-1 spowoduje utratę tożsamości komórek raka płuc i zaadoptowanie tożsamości sąsiednich narządów.
Dlatego naukowcy przetestowali tę hipotezę na dwóch różnych modelach myszy. W pierwszym zlikwidowali gen NKX2-1 w tkance płuc gryzoni. W ten sposób tkanka płucna zmieniła swój wygląd i, co zaskakujące, swoje zachowanie.
Analiza mikroskopowa tkanki płucnej wykazała, że zaczęła ona przypominać w swojej strukturze tkankę żołądkową, a także wytwarzać enzymy trawienne.
Może to wyjaśniać oporność na chemioterapię
Następnie prof. Tata i zespół zastanawiali się, co by się stało, gdyby aktywowali dwa onkogeny: SOX2 i KRAS. Wyzwolenie pierwszego prowadziło do guzów, które wyglądały, jakby znajdowały się w jelicie przednim, podczas gdy aktywacja drugiego powodowała guzy, które wyglądały, jakby znajdowały się w jelicie środkowym i tylnym.
Autorzy podsumowują: „Te odkrycia pokazują, że elementy patologicznej plastyczności guza odzwierciedlają normalną historię rozwoju narządów, polegającą na tym, że komórki rakowe nabywają losy komórek związanych z sąsiednimi narządami powiązanymi z rozwojem”.
Prof. Tata, który jest również członkiem Duke Cancer Institute, wyjaśnia, jakie znaczenie mają te odkrycia dla zrozumienia, w jaki sposób rak płuc może rozwinąć oporność na chemioterapię.
„Komórki rakowe zrobią wszystko, aby przeżyć” - wyjaśnia. „Po leczeniu chemioterapią komórki płuc wyłączają niektóre z kluczowych regulatorów komórkowych i przejmują cechy innych komórek w celu uzyskania oporności”.
„Biolodzy zajmujący się rakiem od dawna podejrzewali, że komórki rakowe mogą zmieniać kształt, aby uniknąć chemioterapii i uzyskać oporność, ale nie znali mechanizmów stojących za taką plastycznością”.
Prof. Purushothama Rao Tata
„Teraz, gdy wiemy, z czym mamy do czynienia w przypadku tych guzów”, dodaje, „możemy przemyśleć możliwe ścieżki, którymi mogą podążać te komórki, i zaprojektować terapie, aby je zablokować”.
