Samo u 2022. godini, preko 20 miliona ljudi je obolelo od raka, a skoro 10 miliona je umrlo od te bolesti, prema podacima Svetske zdravstvene organizacije. Iako su dometi raka ogromni, odgovor na efikasnije tretmane može biti skriven unutar mikroskopske ćelije.
Predvođeni diplomiranim studentima Teksaškog A&M Univerziteta Samere Zade sa odeljenja za biomedicinsko inženjerstvo i Ting-Ching Vang sa odeljenja za hemijsko inženjerstvo, članak koji je objavila Lele Lab otkrio je nove detalje o mehanizmu iza progresije raka.
Objavljen u Nature Communications, članak istražuje uticaj mehaničkog ukrućenja okruženja tumorske ćelije na strukturu i funkciju jezgra.
„Pokazalo se da je rak teška bolest za lečenje. Izuzetno je složen i molekularni mehanizmi koji omogućavaju progresiju tumora nisu shvaćeni“, rekao je dr Tanmaj Lele, zajednički fakultet na odeljenjima za biomedicinsko inženjerstvo i hemijsko inženjerstvo. „Naši nalazi bacaju novo svetlo na to kako ukrućenje tumorskog tkiva može promovisati proliferaciju tumorskih ćelija.“
U članku, istraživači otkrivaju da kada je ćelija suočena sa krutim okruženjem, nuklearna lamina – skela koja pomaže jezgru da zadrži svoj oblik i strukturu – postaje nenaborana i zategnuta dok se ćelija širi po tvrdoj površini. Ovo širenje dovodi do toga da se protein povezan sa „da“ (IAP), protein koji reguliše umnožavanje ćelija, preseli u jezgro.
Ta lokalizacija može izazvati povećanu proliferaciju ćelija, što može objasniti brzi rast ćelija raka u krutim sredinama.
„Sposobnost krutih matrica da utiču na nuklearnu napetost i regulišu lokalizaciju IAP-a mogla bi pomoći da se objasni kako tumori postaju agresivniji i možda čak i otporni na tretman u ukrućenim tkivima“, rekao je Zade.
Ovi nalazi se zasnivaju na Leleovom prethodnom otkriću da se jezgro ćelije ponaša kao kapljica tečnosti. U tom radu, istraživači su otkrili da protein u nuklearnoj lamini nazvan lamin A/C pomaže u održavanju površinske napetosti jezgra. U najnovijoj studiji, otkriveno je da smanjenje nivoa lamin A/C smanjuje lokalizaciju IAP, zauzvrat, smanjuje brzu proliferaciju ćelija.
„Proteinski lamin A/C igra ključnu ulogu ovde – njegovo smanjenje čini ćelije manje osetljivim na krutost životne sredine, posebno utičući na lokalizaciju ključnog regulatornog proteina (IAP) u jezgru“, objasnio je Zade.
Iako naizgled složeni i specijalizovani, Zade i Lele veruju da šire implikacije njihovog otkrića mogu voditi buduće tretmane raka.
„Otkrivanje kako krutost matrice pokreće nuklearne promene i reguliše ključne puteve, kao što je IAP signalizacija, otvara vrata razvoju terapija koje ciljaju na ove mehaničke puteve“, objasnio je Zade. „Lekovi ili tretmani mogu biti dizajnirani da omekšaju okruženje tumora, ometajući fizičke znakove koji pomažu ćelijama raka da napreduju. Lamin A/C i srodna nuklearna mehanika mogu postati mete za lečenje raka.“
Napred, Lele laboratorija ima za cilj da istraži u kojoj meri se njihova otkrića primenjuju na tumore dobijene od pacijenata.
