Czy można zabić raka poprzez „przekarmienie” go?
Stres oksydacyjny to zjawisko występujące na poziomie komórkowym, które może powodować degradację wcześniej zdrowych komórek i ostatecznie śmierć. Rak często wykorzystuje stres oksydacyjny na własną korzyść, ale czy można temu przeciwdziałać?
Reaktywne formy tlenu (RFT) to substancje wytwarzane naturalnie w wyniku procesu metabolizmu tlenu.
Zwykle odgrywają ważną rolę w regulacji funkcjonowania biologicznego (homeostazy), a także w sygnalizacji komórkowej.
Ale kiedy RFT osiąga nienormalny poziom, może to powodować stres oksydacyjny, zjawisko, które prowadzi do starzenia się i degradacji komórek.
W przeciwieństwie do zdrowych komórek, komórki rakowe wymagają znacznie wyższych poziomów RFT, co pozwala im utrzymać przyspieszony wzrost i rozprzestrzenianie się.
Niedawno naukowcy z Georgia Cancer Center w Augusta i Wydziału Lekarskiego w Medical College of Georgia na Augusta University postanowili przetestować intrygującą strategię terapii przeciwnowotworowej: zwiększenie produkcji RFT do poziomu, w którym spowodowałoby to śmierć komórek rakowych.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Metabolizm komórkowy.
Kiedy RFT stają się śmiertelne dla raka
Dr Gang Zhou i współpracownicy zastosowali rodzaj terapii zwanej terapią adopcyjną limfocytami T, aby doprowadzić do wzrostu RFT w guzach nowotworowych, popychając przeciążone komórki do autodestrukcji.
Adoptywna terapia limfocytami T to rodzaj immunoterapii, w której wyspecjalizowane komórki odpornościowe lub limfocyty T są wykorzystywane do namierzania i niszczenia guzów nowotworowych.
W nowym badaniu naukowcy pracowali na mysim modelu raka jelita grubego. Po podaniu myszom typu chemioterapii, o którym wiadomo, że wspomaga działanie limfocytów T, zwierzęta poddano immunoterapii.
Po przeprowadzeniu tego zabiegu zespół zauważył, że produkcja glutationu - naturalnego przeciwutleniacza wytwarzanego na poziomie komórkowym, który pomaga zrównoważyć ROS - została zakłócona. W konsekwencji RFT nadmiernie się skumulował i osiągnął zbyt wysoki poziom w komórkach nowotworowych.
Komórki T stymulowały również produkcję szeregu wyspecjalizowanych białek zwanych cytokinami o działaniu prozapalnym. Te cytokiny obejmowały czynnik martwicy nowotworu alfa, o którym wiadomo, że odgrywa rolę w śmierci komórek, jak również w rozwoju nowotworu.
„Zaczęliśmy”, zauważa dr Zhou, „od zadawania pytań o to, jak immunoterapia może zmienić metabolizm komórek nowotworowych”.
„Nasze badania pokazują”, dodaje naukowiec, „czynnik martwicy nowotworu alfa może działać bezpośrednio na komórki nowotworowe i wywoływać w nich RFT”.
Dzięki zmianom metabolicznym wywołanym przez adopcyjną terapię limfocytami T naukowcy byli świadkami całkowitej regresji guza u prawie wszystkich myszy, które otrzymały to leczenie.
Obiecujące podejście
Podobny sukces osiągnięto podczas testowania tego podejścia na modelach raka piersi i raka układu limfatycznego lub chłoniaka.
Naukowcy zauważyli również, że zwiększona produkcja czynnika martwicy nowotworu alfa - w wyniku immunoterapii - w połączeniu z chemioterapią jeszcze bardziej zwiększyła stres oksydacyjny, niszcząc komórki rakowe.
Innym odkryciem było to, że podawanie prooksydantów dawało podobne efekty jak adoptywna terapia limfocytami T, ponieważ leki te zwiększały również poziomy RFT.
„Ich poziom wyjściowy jest już wysoki i jeśli dalej zakłócisz ich zdolność radzenia sobie z tymi wolnymi rodnikami [RFT], pójdą w kierunku apoptozy [śmierci komórki]” - mówi dr Zhou.
Podczas gdy nadmierne RFT - prowadzące do stresu oksydacyjnego - wydawały się kluczowe dla niszczenia komórek rakowych, naukowcy zauważają, że jest jednak możliwe, że śmierć komórek rakowych może nastąpić z powodu działania czynnika martwicy nowotworu alfa, ponieważ wiadomo, że cytokina ta odcina guzy. 'ukrwienie, hamując w ten sposób ich wzrost.
Naukowcy zauważyli, że komórki rakowe i limfocyty T mogą konkurować o zasoby energii, więc wywierają na siebie szkodliwy wpływ. Wyjaśniają, że często komórki T są pozbawione składników odżywczych, których potrzebują, pozostawiając komórki rakowe w przewadze.
Dr Zhou i zespół twierdzą, że nie wiadomo jeszcze wystarczająco dużo o tym, jak limfocyty T wpływają na guzy nowotworowe. Adoptywna terapia limfocytami T jest sama w sobie nowym rodzajem podejścia, które wciąż jest rozwijane w leczeniu niektórych rodzajów raka, takich jak rak jelita grubego.
Dlatego autorzy sugerują, że więcej wysiłku należy skoncentrować na lepszym zrozumieniu działania limfocytów T i poprawie potencjału immunoterapii w niszczeniu raka.
