Rakovina: Vědci odhalují, jak zvýšit radioterapii
Vědci nedávno identifikovali molekulární dráhu, která spojuje pohyb center produkujících energii nebo mitochondrií v rakovinných buňkách s odolností vůči radioterapii. To podle nich může vést ke zlepšení léčby rakoviny.
Ačkoli předchozí studie již odhalily, že cesta - nazývaná Arf6-AMP1-PRKD2 - hraje klíčovou roli v invazivitě rakoviny, její vztah k rezistenci na léčbu zůstal nejasný.
Studiem agresivních buněk rakoviny prsu vědci z japonské univerzity Hokkaido zjistili, že Arf6-AMP1-PRKD2 řídí pohyb mitochondrií uvnitř buněk.
Nedávný příspěvek, který je uveden v časopise Příroda komunikace popisuje jejich práci.
Dráha umožňuje mitochondriím se „rozptýlit“ a posunout se k obvodu buněk, což zvyšuje invazivitu rakoviny.
Tým si všiml, že blokování dráhy způsobilo, že se místo toho shromáždily struktury generující energii ve středu buněk. Tam mitochondrie začaly produkovat a uvolňovat nadměrné množství nestabilních molekul bohatých na kyslík známých jako reaktivní formy kyslíku (ROS).
Molekuly ROS jsou při rakovině meč s dvojitým ostřím; do určité úrovně podporují invazivitu rakoviny, ale při nadměrném množství zabíjejí rakovinné buňky.
ROS, pohyb mitochondrií a integrin
Jedním z důvodů, proč radioterapie - která využívá ionizující záření - může zmenšit nebo eliminovat nádory, je to, že zvyšuje produkci ROS uvnitř rakovinných buněk.
Některé druhy rakoviny se však stávají rezistentními na radioterapii a jiné způsoby léčby, které fungují zvýšením ROS v rakovinných buňkách, protože buňky si na molekuly vytvářejí toleranci.
Studie není první, kdo si všimne, že mitochondrie se pohybují uvnitř buněk. Je známo, že k tomuto pohybu dochází za různých okolností. Když se například bílé krvinky pohybují směrem k cíli - například patogenu nebo potenciálně škodlivému činiteli - jejich mitochondrie se shromažďují na zadních koncích.
Naproti tomu v invazivních rakovinných buňkách se „elektrárny“ shromažďují v předním okraji buňky.
Zdá se, že bílkovina zvaná integrin se podílí na invazivitě rakoviny. Protein normálně sedí v buněčné membráně a pomáhá připojit buňku k matrici látek, které obklopují buňky a drží tkáně pohromadě.
Nová studie se hlouběji zabývala tím, jak může být při invazivní rakovině spojen ROS, mitochondriální dynamika v buňkách a integrin.
Sondování spojení u invazivní rakoviny
Vyšetřovatelé provedli soubor experimentů s invazivními buňkami rakoviny prsu. Sledovali produkci ROS a pohyb mitochondrií v buňkách značením různých molekul fluorescenčními značkami.
Poté zablokovali určité molekuly spojené s invazivitou rakoviny a sledovali, co se stalo s těmito mechanismy. Tak identifikovali dráhu Arf6-AMP1-PRKD2.
Výsledky odhalily, že dráha pomáhala recyklovat integrin v rakovinné buňce, což způsobilo, že v buněčné membráně vytvořil „adhezní komplex“. Nakonec to spustilo pohyb mitochondrií k okraji buňky.
Blokování cesty však vedlo k tomu, že se mitochondrie shromáždily uprostřed rakovinné buňky namísto okraje a snížily invazivitu.
Tým poté prokázal, že právě toto shromažďování ve středu vedlo mitochondrie k produkci nadměrného množství molekul ROS, které zabíjely buňky.
Podle autorů „Tato zjištění naznačují novou molekulární souvislost mezi pohyby buněk a mitochondriální dynamikou, která se jeví jako klíčová jak pro invazivní aktivitu, tak pro toleranci k ROS vysoce invazivních rakovin.“
Dospívají k závěru:
"Naše zjištění mohou také vést k novým strategiím pro zlepšení účinnosti léčby rakoviny zprostředkované ROS, jako je [radioterapie]."
