Naučnici Centra za pedijatrijsku onkologiju Princeza Maksima i Instituta Hubreht u Holandiji otkrili su nove naučne uvide u karakteristike fibrolamelarnog karcinoma (FLC), retkog tipa raka jetre u detinjstvu.
Njihovi nalazi, objavljeni danas u Nature Communications, mogu pomoći u razvoju novih terapija lekovima u budućnosti. Mini organi i sistem ‘molekularnih makaza’ CRISPR-Cas9, omogućili su istraživačima da bolje razumeju biologiju tumora i biološke posledice različitih promena DNK. Takođe je otkrio verovatno ćelijsko poreklo jednog od tipova tumora FLC.
Fibrolamelarni karcinom (FLC) je vrsta raka jetre, koja uglavnom pogađa adolescente i mlade odrasle osobe. Pogađajući jednog od 5 miliona ljudi godišnje, fibrolamelarni karcinom se svakako može nazvati retkim. Stopa preživljavanja je i dalje niska. Da bi se ovo promenilo, veoma su potrebni novi oblici lečenja.
Dr Benedeta Artegijani, vođa istraživačke grupe u Centru Princess Makima za pedijatrijsku onkologiju, i dr Delilah Hendriks, istraživač na Hubreht institutu, zajedno su predvodile novu studiju o fibrolamelarnom karcinomu koristeći inovativne tehnologije. Ovo je omogućilo istraživačima da bolje razumeju različite biološke posledice različitih mutacija pronađenih u FLC-u i da proučavaju biologiju tumora. Ove nove informacije su potrebne da bi se razumelo zašto nastaju tumori i da bi se identifikovali mogući ciljevi za bolje lečenje bolesti.
Artegijani kaže: „U našem istraživanju koristili smo zdrave organoide ljudske jetre, mini jetre uzgajane u laboratoriji. Razvili smo niz organoida, svi sa različitim promenama DNK, mutacijama, koje su ranije bile povezane sa FLC. Promenili smo genetski pozadinu organoida koristeći tehniku DNK modifikacije CRISPR-Cas9, koja radi kao ‘molekularne makaze’. Zbog svoje retkosti nema mnogo tumorskog tkiva dostupnog za istraživanje. Zahvaljujući ovoj tehnici uspeli smo da proučavamo ovaj tip tumora.“
Artegijani i Hendriks su konstruisali modele organoida jetre modifikujući protein kinazu A (PKA) koristeći CRISPR-Cas9. PKA je složen signalni protein, sposoban da uključi ili isključi druge proteine. Ovaj ‘proteinski prekidač’ se sastoji od različitih jedinica, od kojih je svaka kodirana različitim genom. Čini se da je promena funkcije različitih jedinica putem genetskih promena ključna za nastanak FLC.
Organoidi su sadržali takozvani mutantni fuzioni gen DNAJB1-PRKACA. Ova promena DNK se vrlo često nalazi kod FLC tumora. Hendriks kaže: „Kada smo rekonstruisali ovu mutaciju u organoidima, videli smo da ona zaista može da odražava višestruke karakteristike tumora koje vidimo kod pacijenata sa FLC. Ipak, ova pojedinačna mutacija je izazvala prilično blag efekat na celokupno ćelijsko i molekularno ponašanje ćelija jetre“.
Situacija se potpuno promenila kada su uveli još jedan set promena DNK, takođe pronađenih kod pacijenata sa FLC. Artegijani kaže: „Ova druga pozadina ne samo da sadrži mutaciju u jednom od gena PKA, PRKAR2A, već i u dodatnom genu koji se zove BAP1. U ovom slučaju, organoidi su pokazali karakteristike tipične za agresivni rak. Ovo sugeriše da različiti genetski FLC pozadine dovode do različitih stepena agresivnosti tumora“.
Pored toga, značajno pojačan efekat transformacije izazvan promenama DNK BAP1 i PRKAR2A omogućava ćelijama da se prilagode različitim okruženjima. Ovo verovatno objašnjava nekontrolisani rast ćelija tokom formiranja FLC tumora.
Istraživači su zaključili da iako su mutacije u genima PKA ključne, one možda neće biti dovoljne za razvoj FLC. Hendriks kaže: „Ovi nalazi otvaraju mogućnost da se traže drugi faktori koji se javljaju zajedno sa PKA mutacijama u FLC tumorima. Ovo bi se potencijalno moglo iskoristiti za moguće buduće terapije za ovaj oblik raka u detinjstvu.“
Da bismo mogli da razvijemo nove terapije, takođe je neophodno razumeti biologiju samog raka. Jedan od prvih koraka je razumevanje iz kojeg tipa ćelije potiče rak: ćelije porekla. Razumevanje važnosti specifičnih genskih grešaka u pokretanju FLC-a i originalne ćelije moglo bi biti ključno za razumevanje kako bi se tumor kasnije mogao ponašati.
Međutim, tokom studije, ovo se pokazalo posebno teškim za FLC. „Glavni uzrok je to što ovi tumori predstavljaju karakteristike i hepatocita i duktalnih ćelija, dve najvažnije ćelije u jetri. Naši organoidi su pokazali da je saradnja PRKAR2A i BAP1 transformisala prvobitno zdrav hepatocit u duktalne ćelije, sa povećanim stablom raka. karakteristike ćelija“, kaže Artegijani.
„Ova transformacija jednog tipa ćelije u drugi naziva se transdiferencijacija. Ovo je posebno zanimljiv fenomen koji se može desiti kod različitih tumora i posebno otežava identifikaciju ćelije porekla. Međutim, korišćenjem naših modela, uspeli smo da otkrijemo hepatocite kao verovatnu ćeliju porekla.“
Sve u svemu, ova studija uveliko unapređuje razumevanje FLC-a i utire put za dalja istraživanja o tome kako bolje lečiti ovaj retki tip raka. Uvidi u genetske defekte mogu potencijalno dovesti do novih terapija za decu sa ovom bolešću. A razumevanje važnosti specifičnih genskih grešaka u započinjanju FLC-a bi u budućnosti takođe moglo pomoći da se bolje razume heterogenost tumora i odgovor između pacijenata.
