Nova studija sa Univerziteta Viskonsin-Medison sugeriše da hemoterapija možda ne dostiže svoj puni potencijal, delom zato što istraživači i lekari dugo nisu razumeli kako neki od najčešćih lekova protiv raka zapravo sprečavaju tumore.
Decenijama, istraživači su verovali da klasa lekova koji se nazivaju mikrotubularni otrovi leče kancerogene tumore zaustavljanjem mitoze, ili deobe ćelija. Sada je tim naučnika Univerziteta Viskonsin-Medison otkrio da kod pacijenata otrovi mikrotubula zapravo ne zaustavljaju deobu ćelija raka. Umesto toga, ovi lekovi menjaju mitozu — ponekad dovoljno da izazovu umiranje novih ćelija raka i regresiju bolesti.
Rakovi rastu i šire se zato što se kancerogene ćelije dele i umnožavaju beskonačno, za razliku od normalnih ćelija koje su ograničene u broju puta koje se mogu podeliti na nove ćelije. Pretpostavka da otrovi mikrotubula zaustavljaju deobu ćelija raka zasnovana je na laboratorijskim studijama koje pokazuju upravo to.
Novu studiju je vodila Bet Viver, profesor na odeljenjima za onkologiju i ćelijsku i regenerativnu biologiju, u saradnji sa Markom Burkardom na odeljenjima za onkologiju i medicinu.
Objavljena 26. oktobra u časopisu PLOS Biologi, studija proširuje prethodne nalaze koje je grupa napravila o specifičnom otrovu za mikrotubule zvanom paklitaksel. Ponekad se propisuje pod brendom Taksol, paklitaksel se koristi za lečenje uobičajenih maligniteta, uključujući one koji potiču iz jajnika i pluća.
„Ovo je bilo zapanjujuće“, kaže Viver o prethodnom istraživanju. „Decenijama smo svi mislili da je način na koji paklitaksel deluje na tumore pacijenata tako što ih zaustavlja u mitozi. To je ono čemu su me učili kao diplomirani student. Svi smo to ‘znali’. U ćelijama u posudi, laboratorijama širom sveta. svet je to pokazao. Problem je bio što smo ga svi koristili u koncentracijama većim od onih koje zaista dospeju u tumor.“
Viver i njene kolege želele su da znaju da li drugi otrovi mikrotubula funkcionišu na isti način kao paklitaksel – ne zaustavljanjem mitoze, već time što je zabrlja.
Pitanje ima značajne implikacije za naučnike koji traže nove tretmane raka. To je zato što napori u otkrivanju lekova često zavise od identifikovanja, reprodukcije i poboljšanja mehanizama za koje se veruje da su odgovorni za terapeutski efekat jedinjenja.
Dok otrovi za mikrotubule nisu panacea, oni su efikasni za mnoge pacijente, a istraživači dugo pokušavaju da razviju druge terapije koje oponašaju ono što veruju da lekovi rade. Ovi napori su u toku iako su prethodni pokušaji da se identifikuju nova jedinjenja koja leče rak zaustavljanjem ćelijske deobe došli do frustrirajućih ćorsokaka.
„Još uvek postoji mnogo naučne zajednice koja istražuje mitotičko zaustavljanje kao mehanizam za ubijanje tumora“, kaže Viver. „Hteli smo da znamo – da li je to važno za pacijente?“
Sa Burkardom, tim je proučavao uzorke tumora uzetih od pacijenata sa rakom dojke koji su primili standardnu hemoterapiju protiv mikrotubula u UV Carbone Cancer Centru.
Izmerili su koliko lekova je ušlo u tumore i proučavali kako su tumorske ćelije reagovale. Otkrili su da iako su ćelije nastavile da se dele nakon što su bile izložene leku, to su činile nenormalno. Ova abnormalna podela može dovesti do smrti tumorskih ćelija.
Normalno, ćelijski hromozomi se dupliraju pre nego što dva identična skupa migriraju na suprotne krajeve ćelijske mitoze u procesu koji se naziva hromozomska segregacija. Jedan set hromozoma se sortira u svaku od dve nove ćelije.
Ova migracija se dešava zato što su hromozomi pričvršćeni za ćelijsku mašinu poznatu kao mitotičko vreteno. Vretena su napravljena od ćelijskih građevnih blokova zvanih mikrotubule. Normalna vretena imaju dva kraja, poznata kao stubovi vretena.
Viver i njene kolege otkrile su da paklitaksel i drugi otrovi za mikrotubule uzrokuju abnormalnosti koje dovode do toga da ćelije formiraju tri, četiri ili ponekad pet polova tokom mitoze, čak i dok nastavljaju da prave samo jednu kopiju hromozoma. Ovi polovi zatim privlače dva kompletna seta hromozoma u više od dva pravca, poremećujući genom.
„Dakle, nakon mitoze imate ćerke ćelije koje više nisu genetski identične i izgubile su hromozome“, kaže Viver. „Izračunali smo da ako ćelija izgubi najmanje 20% svog DNK sadržaja, vrlo je verovatno da će umreti.“
Ovi nalazi otkrivaju verovatan razlog zašto su otrovi mikrotubula efikasni za mnoge pacijente. Važno je da oni takođe pomažu da se objasni zašto su pokušaji da se pronađu novi hemo lekovi zasnovani isključivo na zaustavljanju mitoze bili toliko razočaravajući, kaže Viver.
„Lajali smo na pogrešno drvo“, kaže ona. „Moramo da ponovo fokusiramo naše napore na zeznuće mitoze – na pogoršanje hromozomske segregacije.“
