Istraživači ETH bacaju svetlo na to šta se može dogoditi kada ćelije pređu svoju normalnu veličinu i postanu stare. Nova otkrića mogu pomoći u optimizaciji terapije raka.
Rast je osnovni biološki proces i preduslov za razvoj i reprodukciju živih organizama. Procesi rasta ćelija (tj. proizvodnja nove biomase) i ćelijske deobe moraju biti međusobno usklađeni.
U višećelijskim organizmima kao što su ljudi, rast ćelija takođe mora biti usklađen sa njihovom okolinom tako da ćelije budu prisutne u pravom broju i veličini da formiraju funkcionalno tkivo ili organe. Rast ćelija je stoga strogo regulisan i odvija se samo kada su prisutni određeni signali rasta.
Ali ćelije raka su različite. Oni rastu nekontrolisano, dele se iznova i iznova i ne reaguju da zaustave signale iz svog okruženja.
Sada nekoliko studija objavljenih u časopisu Molecular Cell pokazuje da nekontrolisani rast nije samo prednost za ćelije raka već i slabost.
Jednu od ovih studija vodio je profesor Gabriel Neurohr sa Instituta za biohemiju na ETH Cirihu. Već nekoliko godina on i njegova grupa istražuju kako rast ćelija utiče na funkciju ćelije. Oni takođe istražuju šta se dešava kada ćelije pređu svoju normalnu veličinu i uđu u stanje koje istraživači nazivaju starenjem. U ovom stanju, ćelije su natprirodno velike i gube sposobnost podele. Ipak, oni su i dalje aktivni i mogu uticati na svoju okolinu, na primer, oslobađanjem supstanci glasnika.
Stareće ćelije se nalaze u normalnom tkivu i igraju važnu ulogu u procesu starenja. Međutim, starenje se može izazvati i hemijskim supstancama, a pošto to dovodi do gubitka sposobnosti za podjelu, to je cilj određenih tretmana raka.
Neurohrova koleginica Sandhia Manohar je sada istražila da li prevelika veličina utiče na ćelijske funkcije u starim ćelijama. U svom istraživanju, tretirala je ćelijsku liniju koja nije kancerozna i ćelijsku liniju raka dojke supstancama koje inhibiraju rast i deobu.
Kada je koristila samo supstance koje suzbijaju deobu u svojim ćelijskim kulturama, ćelije zaista više nisu bile u stanju da se dele, ali su nastavile da rastu i otišle u starenje. Kao rezultat toga, trajno su izgubili sposobnost podele. Ovaj efekat je opstao čak i nakon što je Manohar ukinuo inhibitore podele.
Važan razlog za gubitak sposobnosti podele je taj što uvećane ćelije više ne mogu da poprave oštećenja na svom genetskom materijalu, kao što su prekidi dvolančanih DNK. Takvi prekidi se uvek dešavaju spontano kada ćelija duplira svoj genetski materijal pre deobe ćelije.
Pored toga, ove ćelije ne mogu ispravno aktivirati ključni signalni put (p53–p21), koji je kritičan za koordinisan odgovor na prekide DNK. Kao rezultat toga, šteta se ne popravlja dovoljno efikasno. Ono što to znači za uvećane ćelije je da se tokom deobe nakupljaju brojni nepopravljivi prekidi DNK – do tačke u kojoj podela više nije moguća.
Ipak, kada su istraživači istovremeno tretirali ćelije sa supstancama koje inhibiraju deobu i rast, ćelije su mogle da se ponovo normalno dele i razmnožavaju nakon što su obe supstance prekinute. „U terapiji raka, ovo je upravo ono što ne želite“, kaže Neurohr.
Sredstva koja inhibiraju rast i deobu se već koriste u lečenju raka. „Na osnovu naših zapažanja u ćelijskim kulturama, očekivali bismo povećanu stopu relapsa kada se tumor istovremeno leči inhibitorima deobe i inhibitorima rasta. Bilo bi logičnije prvo koristiti inhibitor deobe, a zatim lek koji dodatno oštećuje DNK ćelija i čini podelu potpuno nemogućom“, objašnjava Neurohr.
Do sada su istraživači ETH testirali svoje nove nalaze samo na ćelijskim kulturama. Pošto i rast i podela snažno zavise od ćelijskog okruženja, tim ne može preneti ove rezultate direktno u kliničko okruženje. Stoga su prvo potrebna ispitivanja sa organoidima ili na uzorcima tkiva da bi se bolje testirao potencijalni tretman. U toku su i kliničke studije koje istražuju različite kombinacije inhibitora podele i drugih lekova.
Ideja koju su izneli istraživači ETH u okviru Neurohr-a ima podršku studija tri druga međunarodna istraživačka tima, takođe objavljenih u istom izdanju Molecular Cell.
Ove studije pokazuju da su ćelije raka sa hiperaktivnim rastom osetljive na tretman inhibitorima deobe. Kako se ove supstance već koriste za lečenje određenih vrsta raka dojke, nova otkrića mogu imati dugoročni uticaj na lečenje raka.
