Da bi čvrsti tumori efikasno rasli, generalno im je potrebna pomoć netransformisanih, endogenih ćelija oko njih. Kroz komunikaciju ovih ćelija jedna sa drugom, u okruženju tumora formiraju se mreže koje stimulišu rast. Istraživači sa Gete univerziteta u Frankfurtu su sada ispitali takve mreže. U tom procesu su otkrili da su ove mreže veoma otporne na intervencije, ali je tim takođe uspeo da identifikuje moguće slabe tačke.
Tumori se sastoje od stvarnih, malignih ćelija raka i zdravih, netransformisanih ćelija u neposrednom okruženju. To uključuje, između ostalog, endogene ćelije hvatača imunog sistema, koje se nazivaju makrofagi, kao i vrste ćelija koje formiraju vezivno tkivo, kao što su fibroblasti. I makrofagi i fibroblasti normalno doprinose održavanju tkiva u prvobitnom zdravom stanju i obnavljanju njegove strukture nakon manjih ili većih oštećenja. Ove sposobnosti takođe igraju važnu ulogu u odbrani tela od proliferacije i širenja ćelija raka.
Međutim, ćelije raka su razvile strategije za reprogramiranje i makrofaga i fibroblasta u ćelije koje promovišu tumor. U ovom procesu, fibroblasti se menjaju na način da menjaju strukturu tkiva tako da pomaže ćelijama tumora da prežive i šire se. Na primer, ako se metastaze formiraju u plućima, prvo se aktiviraju fibroblasti u plućima. Makrofagi luče faktore rasta i preživljavanja, koje tumori koriste, na primer, da sebi daju bolje snabdevanje hranljivim materijama i kiseonikom.
Dugo se u istraživanjima raka pretpostavljalo da bi deaktivacija specifičnih, netransformisanih tipova ćelija mogla biti dovoljna da bi terapija bila uspešna. Međutim, uprkos obećavajućim rezultatima postignutim u istraživanjima, takve strategije do sada nisu bile uspešne u lečenju pacijenata.
Istraživački tim predvođen profesorom Andreasom Vajgertom i profesorom Bernhardom Bruneom sa Gete univerziteta u Frankfurtu sada je identifikovao moguće razloge za to. Za svoje analize, istraživači su koristili genetski modifikovane miševe koji spontano razvijaju tumore u tkivu dojke.
Daljnjim genetskim modifikacijama, molekul sličan masti proizveden od strane makrofaga i otpušten u okruženje tumora, hormon prostaglandin E2, deaktiviran je u karcinomu dojke ovih miševa. Ranije se verovalo da prostaglandin E2 – na osnovu eksperimenata sa ćelijskom kulturom – ima pre svega svojstva koja podstiču tumor.
Kao što se očekivalo, deaktivirajući prostaglandin E2 je takođe inhibirao rast karcinoma dojke kod miševa. Međutim, na iznenađenje istraživačkog tima, analize tkiva su pokazale da su se fibroblasti u velikoj meri podelili i aktivirali, a da se u isto vreme razvilo više metastaza u plućima miševa.
U daljim ispitivanjima analiziran je transkriptom fibroblasta, odnosno svi geni očitani iz genoma u tom trenutku. Istraživači su uspeli da pokažu da prostaglandin E2 drži fibroblaste u karcinomu dojke u neaktivnom stanju pomoću ranije nepoznatog signalnog puta, što objašnjava zašto je uklanjanje molekula kod miševa dovelo do povećanja metastaza. Proces je očigledno sličan kod ljudi: fibroblasti aktivirani na sličan način takođe su pronađeni u tumorima dojke nekih pacijenata, a ovi pacijenti su imali daleko manje šanse da prežive.
Tokom svoje histološke studije karcinoma dojke, istraživači su takođe naišli na podgrupu makrofaga koji, slično fibroblastima, proizvode delove ekstracelularnog matriksa (vezivno tkivo između ćelija) – pre svega kolagen. Takvi makrofagi, zvani fibrociti, već su bili poznati iz fibroznih poremećaja (patološke proliferacije vezivnog tkiva) pluća, ali njihova uloga u tumorima je bila nejasna.
Zbog toga su istraživači u Frankfurtu, zajedno sa profesorom Rajkumarom Savaijem sa Instituta Maks Plank za istraživanje srca i pluća u Bad Nauhajmu, ispitivali ulogu fibrocita u tumorima pluća sistematski ih deaktivirajući tokom rasta tumora. Uz pomoć jednoćelijskog sekvenciranja, uspeli su da potvrde, između ostalog, da su ove ćelije ključna populacija koja koordinira i rast tumorskih ćelija i njihovo snabdevanje krvnim sudovima, kao i aktivaciju drugih ćelija koje podstiču tumor. podtipovi makrofaga.
„Rezultati naših studija ilustruju da u mikrookruženju tumora postoji mnogo tipova ćelija koje promovišu preživljavanje, rast i širenje tumora na sličan način. Tumor koristi centralna molekularna čvorišta preko kojih istovremeno reprogramira različite endogene ćelije u tumorske promotere. Ako želimo da se efikasno borimo protiv raka, moramo unaprediti otkrivanje i terapeutsku upotrebu takvih čvorišta“, kaže Vajgert, sumirajući rezultate studije, koji su objavljeni u Cancer Research and Nature Communications. Identifikovanje takvih čvorišta biće prioritet istraživanja za laboratorije učesnice u budućnosti.
