Cum ajută aciditatea tumorii să se răspândească?
Cercetând ce se întâmplă cu celulele din regiunile acide ale tumorilor, oamenii de știință au descoperit noi informații despre invazivitatea și răspândirea cancerului. Descoperirea ar putea duce la tratamente mai bune pentru tumorile agresive.
Cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) din Cambridge au descoperit că regiunile tumorale acide sau cu pH scăzut modifică expresia genelor în celulele canceroase în moduri care le fac mai agresive.
Într-o lucrare care apare în jurnal Cercetarea cancerului, descriu cum, prin reducerea acidității tumorale, au reușit să inverseze procesul la șoareci.
„Acidoza tumorală”, spune autorul primului studiu Nazanin Rohani Ph.D., care era cercetător postdoctoral la Institutul Koch pentru Cercetarea Integrativă a Cancerului la MIT când a finalizat lucrarea, „dă naștere la expresia moleculelor implicate în invazia celulară și migrație.
Aceasta reprogramare, care este un raspuns intracelular la o scadere a pH-ului extracelular, ofera celulelor canceroase capacitatea de a supravietui in conditii de pH scazut si de a prolifera.
Metastază și mediu tumoral
Metastaza este procesul complex prin care celulele canceroase devin mobile, se detașează de tumorile primare, invadează țesutul din apropiere, migrează și apoi instalează tumori secundare în alte părți ale corpului.
Aproximativ 9 din 10 dintre toate decesele cauzate de cancer „sunt legate de metastaze”. Fără metastaze, cancerul ar fi o boală mult mai ușor de gestionat și mai puțin severă.
A fost o perioadă în care oamenii de știință credeau că potențialul tumorilor de a metastaza depinde doar de modificările celulelor canceroase.
De atunci, însă, cercetătorii au aflat că „progresia malignă a cancerului” depinde și de celulele canceroase care participă la o „rețea complicată de interacțiuni” cu alte părți ale țesutului care le înconjoară sau cu microambientul tumoral.
În prezent există o bună înțelegere în rândul oamenilor de știință că tumorile nu sunt pur și simplu colecții de celule canceroase înmulțite, ci „entități vii”, cuprinzând multe tipuri diferite de celule. De fapt, complexitatea țesutului tumoral „poate chiar să depășească” complexitatea țesuturilor sănătoase.
Studiul pe care dr. Rohani și colegii ei l-au întreprins se adaugă la tot mai multe cunoștințe despre microambientele tumorale și contribuția lor la metastază.
Cartografierea acidității tumorale
Cercetările anterioare stabiliseră deja că aciditatea din microambientul tumoral a avut un efect puternic asupra invazivității cancerului. Cu toate acestea, ceea ce nu a fost clar a fost modul în care aciditatea a variat într-o tumoare și cum ar putea modifica genele pentru a face celulele tumorale mai invazive.
Înainte de studiul recent, punctul de vedere predominant era că aciditatea ridicată a tumorilor a apărut în principal în zonele înfometate cu oxigen, cu un aport redus de sânge.
Pentru investigația lor, cercetătorii MIT au folosit o „sondă de pH” pentru a identifica aciditatea tumorilor de cancer mamar la șoareci.
Când sonda pH detectează o celulă într-un mediu acid, introduce o mică moleculă proteică în membrana celulei. În acest fel, cercetătorii pot eticheta și identifica celulele din regiunile acide ale tumorilor.
Spre surprinderea sa, echipa a constatat că regiunile acide nu erau prezente doar în buzunarele hipoxice sau lipsite de oxigen din interiorul tumorilor. Suprafețele tumorilor - unde se conectează la stromă sau „țesutul structural” care le înconjoară - conțineau și regiuni acide.
Această descoperire a sugerat că înfometarea cu oxigen nu a fost principalul motiv pentru aciditatea tumorilor. În urma unei investigații mai aprofundate, oamenii de știință au descoperit o cauză diferită a acidității micro-mediului la suprafața tumorii.
Reducerea acidității tumorale
Se pare că metabolismul multor celule de pe suprafața tumorilor mamare se schimbase în glicoliză aerobă. Acest tip de metabolism produce acid lactic, ceea ce a făcut ca microambientul tumoral să fie mai acid.
În aceste regiuni de suprafață tumorală acidă, celulele și-au modificat genele pentru a porni procesele care favorizează invazia și metastaza.
Genele activate au inclus una care este implicată în dezvoltarea embrionilor și produce o proteină care ajută migrația celulelor prin fluxul sanguin. Un altul a fost unul care face celulele tumorale mai capabile să pătrundă în țesutul lor înconjurător.
Într-un alt set de experimente, echipa a constatat că reducerea acidității micro-mediului tumoral a readus expresiile genice aproape la normal.
Cercetătorii au redus aciditatea tumorii la șoareci prin adăugarea de bicarbonat de sodiu în apa lor de băut. Alte studii au descoperit, de asemenea, că acest lucru reduce metastazele la șoareci.
Autorul principal al studiului, Frank B. Gertler, care este profesor de biologie la MIT, spune că oamenii nu tolerează bicarbonatul de sodiu și, prin urmare, nu ar fi un tratament potențial adecvat pentru ei.
„Alte metode care ar viza mai mult acidificarea ar putea fi de mare valoare.”
Prof. Frank B. Gertler
