Kuidas luua ja hävitada metastaatilisi vähirakke
Uus uuring on tuvastanud viisi vähirakkude sekkumiseks ja metastaaside vältimiseks. Võti seisneb raku võime sulgemisel prügikasti välja viia.
Vähi üks kõige keerulisemaid aspekte on selle võime metastaase anda.
Vähirakud võivad oma praegusest asendist eralduda, liikuda läbi keha ja hakata paljunema uutes kaugetes kohtades.
Metastaaside tõttu on kasvajaid raske leida ja ravida. Kuna metastaasid on vähiuuringute keskne valdkond, panid teadlased palju tööd mõistma, kuidas vähk seda teeb.
Värske uuring, mille viis läbi Michael J. Morgan, Ph.D. Aurora Colorado ülikooli vähikeskuses, lisab niigi keerukale pildile uut detaili. Tulemused on avaldatud Rahvusliku Teaduste Akadeemia toimetised.
Teadlasi huvitas eriti mobiilne prügi kõrvaldamine. Morgan selgitab, miks see nii on, öeldes: „Väga metastaatilised rakud lahkuvad oma õnnelikust kodust ja neil on kõik need stressid. Üks viis, kuidas rakk pingetega toime tulla, on rakujäätmete või kahjustatud rakukomponentide kõrvaldamine ja nende ringlussevõtt. "
Kui keegi sekkub sellesse taaskasutusprotsessi, võib metastaasid blokeerida.
"Kui me lülitame välja rakustruktuuride, mida nimetatakse lüsosoomideks, aktiivsuse," ütleb Morgan, "mida rakk kasutab selle ringlussevõtu jaoks, ei suuda metastaatilised rakud neid pingeid üle elada."
Selle taaskasutuse juures on oluline autofaagia, loomulik protsess, mille käigus rakk lagundab ja taaskasutab raku vigaseid osi.
Morganit ja Andrew Thorburnit, kes aitasid kaasa hiljutistele uuringutele, peetakse mõlemad autofaagia teema ekspertideks. Kaasatud oli ka metastaaside ekspert dr Dan Theodorescu.
Autofaagia protsess
Autofaagia on oluline nii tervete rakkude kui ka pahaloomuliste rakkude ellujäämiseks. Põhimõtteliselt algab autofaagia siis, kui rakuline “prügi” on ümbritsetud sfäärilise struktuuriga, mida nimetatakse autofagosoomiks.
See topeltmembraaniga struktuur viib prügi läbi tsütoplasma, kuni jõuab lüsosoomina tuntud hävitavate ensüümide paketti. Autofagosoom sulandub lüsosoomiga ja sisu hävitatakse.
Selle protsessi kallal leidsid Morgan ja meeskond viisid, kuidas häirida vähiraku metastaase.
"Üllatav oli," ütleb Morgan, "see, et metastaatilise raku jaoks ei olnud autofagia protsess ise oluline. Kui pärsite autofaagiat varases staadiumis, saate vähendada nii metastaatiliste kui ka mittemetastaatiliste rakkude kasvu. "
"Kuid kui blokeerite hilise staadiumi autofaagia lüsosoomifunktsiooni, tabab see neid metastaatilisi rakke palju raskemini ja nad tegelikult surevad."
Michael J. Morgan, Ph.D.
Teisisõnu, kui meeskond blokeeris autofaagia, lülitades selle geneetiliselt välja, kannatasid nii metastaatilised kui ka mittemetastaatilised rakud. Kuid kui nad pärssisid autofagiat ja lüsosoome ravimiga klorokviin, pidurdasid mittemetastaatilised rakud veidi, kuid metastaatilised rakud hävitati täielikult.
"Lüsosoomides oli midagi, mis oli nende metastaatiliste rakkude jaoks spetsiifiline," ütleb Thorburn.
Miks on lüsosoomid nii olulised?
Järgmisena tahtsid teadlased põhjalikult uurida ja mõista täpselt, miks on lüsosoomid vähirakkude metastaseerimisel nii tohutult olulised. Selleks töötasid nad välja klorokiiniresistentsed rakud.
See hõlmas metastaatiliste rakkude kasvatamist väikeste klorokviini koguste kõrval. Enamik rakke suri, kuid ellujäänud rakke hoiti ja kasvatati uuesti koos klorokviiniga. Kui nad mitu korda jagunesid, muutus iga järgnev põlvkond klorokiini suhtes üha resistentsemaks.
Kuid kui rakud muutusid pidevalt resistentseks, kaotasid nad metastaaside võime.
Nagu Morgan selgitab: „Uks kõigub mõlemas suunas: kui valisime klorokiinile vastupidavate rakkude valiku, muutusid need metastaasita. Ja kui me valisime metastaatiliste rakkude jaoks, omandasid nad tundlikkuse klorokiini suhtes. Nad lakkasid kasvamast ja surid, sest äkki sõltusid nad klorokiini poolt ära võetud lüsosomaalsest toimest. "
See leid võib olla kasulik vähi ravis. Theodorescu toob näite, öeldes: "Kui patsiendil oli põievähi kasvaja ja me andsime klorokiini, oletame, et mõned vähirakud muutusid klorokiini suhtes resistentseks."
"Me ennustaksime oma uuringu põhjal, isegi kui resistentsed rakud hakkavad uuesti kasvama, ei oleks nad enam metastaatilised. Sellel võib olla patsiendile kliiniline kasu. "
Lõpuks leidsid teadlased, et ID4-nimeline valk näib selles protsessis oluline. Rakud, mille ID4 tase oli madalam, olid tundlikud klorokiini suhtes ja olid metastaatilised; need, kellel oli kõrgem ID4 tase, olid vähem metastaatilised ja klorokiiniresistentsed.
Võimalik, et ID4 võib kasutada markerina patsiendi tulemuste ennustamiseks. Tegelikult ennustavad juba kõrgemad ID4 tasemed põie-, rinna- ja eesnäärmevähi paremaid tulemusi.
Praegu on vähiravis kasutatavate autofagia inhibiitorite vastu suur huvi; see uuring annab huvitava ülevaate ja innustab kahtlemata täiendavaid uurimisi.
