Cancer: Oamenii de știință dezvăluie cum să stimuleze radioterapia
Oamenii de știință au identificat recent o cale moleculară care leagă mișcarea centrelor producătoare de energie sau mitocondriile din celulele canceroase de rezistența la radioterapie. Acest lucru, spun ei, ar putea duce la îmbunătățirea tratamentelor împotriva cancerului.
Deși studiile anterioare au dezvăluit deja că calea - numită Arf6-AMP1-PRKD2 - joacă un rol cheie în invazivitatea cancerului, relația sa cu rezistența la tratament a rămas neclară.
Studiind celulele agresive ale cancerului de sân, oamenii de știință de la Universitatea Hokkaido din Japonia au descoperit că Arf6-AMP1-PRKD2 controlează mișcarea mitocondriilor în interiorul celulelor.
O lucrare recentă care apare în jurnal Comunicări despre natură descrie munca lor.
Calea permite mitocondriilor să se „disperseze” și să se deplaseze către perimetrul celulelor, ceea ce crește invazivitatea cancerului.
Echipa a observat că blocarea căii a făcut ca structurile generatoare de energie să se adune în centrul celulelor. Acolo, mitocondriile au început să producă și să elibereze cantități excesive de molecule instabile bogate în oxigen, cunoscute sub numele de specii reactive de oxigen (ROS).
Moleculele ROS sunt o sabie cu două tăișe în cancer; până la un anumit nivel, acestea promovează invazivitatea cancerului, dar atunci când cantitățile sunt excesive, ucid celulele canceroase.
ROS, mișcarea mitocondriilor și integrina
Un motiv pentru care radioterapia - care utilizează radiații ionizante - poate micșora sau elimina tumorile este deoarece crește producția de ROS în celulele canceroase.
Unele tipuri de cancer, cu toate acestea, devin rezistente la radioterapie și la alte tratamente care funcționează prin creșterea ROS în celulele canceroase, deoarece celulele dezvoltă o toleranță la molecule.
Studiul nu este primul care a observat că mitocondriile se mișcă în interiorul celulelor. Se știe că această mișcare are loc în diverse circumstanțe. De exemplu, atunci când celulele albe din sânge se îndreaptă spre o țintă - cum ar fi un agent patogen sau un agent potențial dăunător - mitocondriile lor se vor aduna în capetele lor posterioare.
Pe de altă parte, în celulele canceroase invazive, „centralele” se adună în marginea principală a celulei.
O proteină numită integrină pare, de asemenea, să fie implicată în invazivitatea cancerului. Proteina se află în mod normal în membrana celulară și ajută la atașarea celulei la matricea substanțelor care înconjoară celulele și ține țesuturile împreună.
Noul studiu a analizat mai profund modul în care ROS, dinamica mitocondrială în celule și integrina ar putea fi conectate în cancerul invaziv.
Cercetând legătura în cancerul invaziv
Anchetatorii au efectuat un set de experimente pe celule invazive de cancer mamar. Au urmărit producția de ROS și mișcarea mitocondriilor în celule prin etichetarea diferitelor molecule cu markeri fluorescenți.
Apoi au blocat anumite molecule legate de invazivitatea cancerului și au observat ce s-a întâmplat cu aceste mecanisme. Așa au identificat calea Arf6-AMP1-PRKD2.
Rezultatele au arătat că calea ajuta la reciclarea integrinei în celula canceroasă, determinând formarea unui „complex de aderență” în membrana celulei. În cele din urmă, acest lucru a declanșat mișcarea mitocondriilor către marginea celulei.
Blocarea căii, însă, a făcut ca mitocondriile să se adune în mijlocul celulei canceroase în loc de margine și să reducă invazivitatea.
Echipa a demonstrat apoi că tocmai această adunare la centru a condus mitocondriile să producă cantități excesive de molecule ROS, care au ucis celulele.
Potrivit autorilor, „Aceste descoperiri indică o nouă legătură moleculară între mișcările celulare și dinamica mitocondrială, care pare a fi crucială atât pentru activitatea invazivă, cât și pentru toleranța la ROS a cancerelor foarte invazive”.
Ei conchid:
Constatarile noastre pot duce, de asemenea, la strategii noi pentru a imbunatati eficacitatea terapiilor de cancer mediate de ROS, cum ar fi [radioterapia].
