Ćelije raka oslobađaju znatno koncentrisaniji nivo kiseline nego što je ranije poznato, formirajući „kiseli zid“ koji bi mogao da odvrati imune ćelije od napada na tumore, pokazuju naučnici UT Southvestern Medical Center u novoj studiji.
Njihovi nalazi, objavljeni u Nature Biomedical Engineering, mogli bi utrti put novim pristupima u liječenju raka koji mijenjaju kiselo okruženje oko tumora, kažu istraživači.
„Ova studija je otkrila ranije neprepoznatu polarizovanu ekstracelularnu kiselost koja preovladava oko ćelija raka“, rekao je vođa studije dr Jinming Gao, profesor u Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center i na odeljenjima za biomedicinsko inženjerstvo, biologiju ćelije, Otorinolaringologija – hirurgija glave i vrata i farmakologija na UT Southvestern.
Skoro jedan vek naučnici znaju da su tumori kiseli (to jest, njihov pH, mera kiselosti, ispod 7), ali samo nešto više od većine zdravih tkiva u telu. Na primer, prosečna pH vrednost ljudskog mišića u mirovanju je oko 7,4, ali prosečna pH vrednost malignih ljudskih tumora je oko 6,8.
Pre nekoliko godina, dr Gao i njegove kolege dizajnirali su set nanočestica koje svetle na određenim nivoima kiselosti. Otkrili su da jedan koji se zove pegsitacianin – koji sija pri pH od 5,3 – fluorescira jarko u tumorima. Ova nanočestica je sada prošla drugu fazu kliničkih ispitivanja na pacijentima kao alat za operaciju raka vođenu slikom.
Godine 2023, pegsitacianin je dobio oznaku Breakthrough Therapi od strane američke Uprave za hranu i lekove, korak koji ubrzava razvoj i reviziju obećavajućih lekova. Međutim, dr Gao je rekao, nije jasno zašto je pegsitacianin fluorescirao pošto se smatralo da je kiselost tumora previše blaga da bi izazvala njegovu aktivaciju.
Da bi odgovorili na ovo pitanje, on i njegove kolege su snimili pojedinačne ćelije uzorkovane iz različitih tipova raka kod ljudi i miša – uključujući pluća, dojke, melanom i glioblastom – koristeći sonde za pegsitacianin. Otkrili su da sonde svetle na jednoj strani ćelija raka, ali ne i na drugoj, što sugeriše da je njihova kiselost polarizovana. Ova kiselost je rezultat lučenja mlečne kiseline, koju tumorske ćelije proizvode kao otpadni proizvod nakon varenja glukoze, odnosno šećera u krvi.
Kada su uradili slične eksperimente u tumorskom tkivu, snimanje je pokazalo da ćelije raka preferentno pumpaju kiselinu iz susednih ćelija raka u vanćelijsko okruženje, formirajući zonu veće kiselosti na ivici tumora.
Uzorci humanih tumora pokazali su da je ovaj kiseli zid praktično lišen CD8 + T ćelija unutar tumora, tipa imunih ćelija za koje se zna da se bore protiv raka. Kada su istraživači uzgajali ćelije raka i CD8 + T ćelije zajedno u petrijevim posudama koje su zakiseljene do pH 5,3, ćelije raka su pošteđene dok su CD8 + T ćelije nestale u roku od tri sata, što sugeriše da bi ova teška kiselost mogla da spreči napad imunih ćelija. bez oštećenja ćelija raka.
Prethodna istraživanja iz laboratorije Gao takođe su pokazala da laktat, osnovni pandan mlečne kiseline, poboljšava aktivnost imunih ćelija protiv raka. Pošto se čini da mlečna kiselina čini suprotno, buduće strategije lečenja mogu se fokusirati na pretvaranje mlečne kiseline u laktat kako bi se podstakao imuni napad, rekao je dr Gao.
Drugi potencijalni tretmani koji se trenutno istražuju u UTSV-u i drugde koji koriste relativnu kiselost tumora, kao što su nosači lekova osetljivi na pH koji oslobađaju hemoterapiju unutar tumora, mogli bi da zahtevaju prilagođavanja na osnovu veće kiselosti otkrivene u ovoj studiji, dodao je on.
Dr Gao je primetio da će ovo otkriće dovesti do nekoliko novih linija istraživanja, kao što su studije za bolje razumevanje kako ćelije raka polarizuju svoje izlučivanje kiseline, kako te ćelije mogu da izdrže nivo kiselosti koji ubija CD8 + T ćelije i kako da inhibiraju kiselinu. izlučivanje kako bi se omogućilo T ćelijama da bolje ubijaju ćelije raka.
