Suprotno tome kako tumori funkcionišu dok su još u bubrezima, metastatski karcinom bubrega se u velikoj meri oslanja na metabolizam mitohondrija, prema istraživanju Instituta za istraživanje dečijeg medicinskog centra na UT Southvestern (CRI) objavljenom u časopisu Priroda.
Proučavajući različite tipove karcinoma bubrega kod 80 pacijenata sa jugozapada UT, Ralph DeBerardinis, MD, Ph.D., CRI profesor i istraživač Hovard Hughes Medical Institute (HHMI) i prvi autor Divia Bezvada, Ph.D., sarađivao je sa hirurzima iz UTSV Odeljenje za urologiju da prati kako rak bubrega koristi šećer i druge hranljive materije iz krvi.
Njihovo glavno otkriće je da je mitohondrijski lanac transporta elektrona, put koji omogućava ćelijama da proizvode energiju iz hranljivih materija, mnogo aktivniji kod tumora koji su metastazirali nego kod tumora koji još uvek rastu u bubrezima.
„Na kraju, nalazi bi mogli da dovedu do boljih načina lečenja pacijenata sa metastatskim karcinomom ili da smanje rizik od metastaza kod pacijenata sa lokalizovanim karcinomima koji su pod rizikom od širenja“, rekao je dr DeBerardinis. „Sada je izazov razumeti kako se ovi ključni aspekti mitohondrijalnog metabolizma aktiviraju, zašto stimulišu metastaze i da li ih možemo bezbedno blokirati.“
Ovi novi uvidi se zasnivaju na ranijim otkrićima CRI o tome kako neke metaboličke aktivnosti omogućavaju ćelijama raka da prevaziđu prirodne barijere za metastaze, dodao je dr DeBerardinis.
„Vek, dominantna ideja u biologiji raka bila je da agresivni tumori isključuju metabolizam mitohondrija da bi rasli i širili se. Novo istraživanje – koje je proučavalo metabolizam raka direktno kod pacijenata – pokazuje suprotno: aktivacija mitohondrijalnog metabolizma pokreće metastaze“, dr. rekao je DeBerardinis.
„Metastaze su najvažniji uzrok smrti od raka kod pacijenata sa karcinomom bubrega i većine drugih organa. Metastatski tumori su oni koje najviše treba da lečimo.“
Vitalij Margulis, MD, profesor urologije i član Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center na UT Southvestern, vodio je kliničku saradnju.
„Većina studija metabolizma raka se izvodi na ćelijama u posudi, što može imati malo veze sa stvarnim tumorima. Ova studija je jedna od retkih koja ispituje metabolizam tamo gde je najvažniji: kod pacijenata“, rekao je dr Margulis.
„Nadam se da možemo da pomerimo ove nalaze napred za terapiju ili rano predviđanje tumora sa visokim metastatskim potencijalom. To bi doprinelo personalizovanom pristupu upravljanja rakom koji koristimo za svakog pacijenta sa rakom bubrega ovde u UT Southvestern.“
Ključna tehnologija koju koriste naučnici CRI uključivala je intravenoznu primenu netoksičnih, obeleženih oblika nekoliko različitih hranljivih materija pacijentima tokom hirurškog uklanjanja tumora.
Uzorci tumora su zatim analizirani da bi se utvrdilo da li je oznaka prešla sa originalne hranljive materije na druga hemijska jedinjenja, što je znak da je došlo do metabolizma. Analiza nekoliko hranljivih sastojaka omogućila je timu da utvrdi da je mitohondrijska aktivnost bila niska kod tumora koji rastu u bubrezima, ali veća kada su ovi tumori metastazirali u druge organe, uključujući jetru, pluća i mozak.
Nalazi istraživača dalje sugerišu da bi mitohondrijalna aktivnost mogla stimulisati metastaze.
Da bi ovo testirali, naučnici su koristili mišje modele raka bubrega koji su sposobni da metastaziraju u pluća. Rad sa Giannicola Genovese, MD, Ph.D., i Luigi Perelli, MD, Ph.D., na Univerzitetu Teksas MD Anderson Cancer Center, Drs. DeBerardinis i Bezvada su vodili studiju koja je otkrila da inhibicija mitohondrijalne aktivnosti smanjuje metastaze u plućima bez uticaja na rast tumora u bubrezima.
S druge strane, aktiviranje mitohondrijalne aktivnosti dovodi do toga da tumori mnogo češće metastaziraju, iako je njihov rast u bubregu ostao nepromenjen.
„Ova studija je važan korak u razvoju metaboličkih očitavanja koja mogu predvideti kojim pacijentima je potreban agresivniji nadzor, operacija ili drugi tretmani“, rekla je dr Bezvada, bivša istraživačica DeBerardinis laboratorije koja je doktorirala. U biologiji raka sa UTSV-a 2023.
„Mislimo da će nam ovi novi nalazi pomoći da razumemo metaboličke potrebe ćelija raka bubrega koje rastu kod pacijenata, i, što je najvažnije, kako se ove potrebe menjaju tokom metastaza.“
