JAK KYSELOST NáDORŮ POMáHá ŠíŘIT RAKOVINU?

Zkoumáním toho, co se stane s buňkami v kyselých oblastech nádorů, vědci odhalili nové informace o invazivitě a šíření rakoviny. Objev by mohl vést k lepší léčbě agresivních nádorů.

Nová studie zkoumá, jak kyselé prostředí podporuje šíření nádorů.

Vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge zjistili, že kyselé oblasti s nízkým pH ovlivňují genovou expresi v rakovinných buňkách způsobem, který je činí agresivnějšími.

V příspěvku, který se objeví v deníku Výzkum rakovinypopisují, jak snížením kyselosti nádoru dokázali zvrátit proces u myší.

„Tumorová acidóza,“ říká první autorka studie Nazanin Rohani Ph.D., která byla postdoktorandkou v Kochově institutu pro integrovaný výzkum rakoviny na MIT, když dokončila práci, „vede k expresi molekul zapojených do buněčné invaze a migrace.

"Toto přeprogramování, což je intracelulární reakce na pokles extracelulárního pH, dává rakovinným buňkám schopnost přežít za podmínek s nízkým pH a proliferovat."

Metastáza a nádorové prostředí

Metastáza je složitý proces, jehož prostřednictvím se rakovinné buňky stávají mobilními, oddělují se od primárních nádorů, napadají okolní tkáň, migrují a poté vytvářejí sekundární nádory v jiných částech těla.

Přibližně 9 z 10 všech úmrtí na rakovinu „souvisí s metastázami“. Bez metastáz by rakovina byla mnohem zvládnutelnějším a méně závažným onemocněním.

Byly doby, kdy vědci věřili, že potenciál metastázování nádorů závisí pouze na změnách rakovinných buněk.

Od té doby se však vědci dozvěděli, že „maligní progrese rakoviny“ závisí také na rakovinných buňkách, které se účastní „složité sítě interakcí“ s jinými částmi tkáně, která je obklopuje, nebo s mikroprostředím nádoru.

Vědci nyní dobře vědí, že nádory nejsou jen souborem množících se rakovinných buněk, ale „živými bytostmi“ zahrnujícími mnoho různých typů buněk. Složitost nádorové tkáně ve skutečnosti „může dokonce překročit“ složitost zdravé tkáně.

Studie, kterou Dr. Rohani a její kolegové provedli, přispívá k rostoucímu množství znalostí o mikroprostředí nádorů a jejich příspěvku k metastázám.

Mapování kyselosti nádoru

Předchozí výzkum již prokázal, že kyselost v mikroprostředí nádoru měla silný účinek na invazivitu rakoviny. Nebylo však jasné, jak se kyselost v nádoru lišila a jak by to mohlo změnit geny, aby se nádorové buňky staly invazivnějšími.

Před nedávnou studií převládal názor, že vysoká kyselost v nádorech se objevuje hlavně v oblastech trpících nedostatkem kyslíku se špatným zásobováním krví.

Vědci z MIT pro své zkoumání použili „pH-sondu“ k mapování kyselosti u nádorů prsu u myší.

Když sonda pH detekuje buňku v kyselém prostředí, vloží malou molekulu proteinu do buněčné membrány. Tímto způsobem mohou vědci označit a identifikovat buňky v kyselých oblastech nádorů.

K jeho překvapení tým zjistil, že kyselé oblasti nebyly přítomny pouze v hypoxických nebo kyslíkem vyhladovělých kapsách uvnitř nádorů. Povrchy nádorů - kde se napojují na stroma neboli „strukturální tkáň“, která je obklopuje - také obsahovaly kyselé oblasti.

Tento objev naznačuje, že nedostatek kyslíku nebyl hlavním důvodem kyselosti v nádorech. Při bližším zkoumání vědci našli jinou příčinu kyselosti mikroprostředí na povrchu nádoru.

Snížení kyselosti nádoru

Ukázalo se, že metabolismus mnoha buněk na povrchu nádorů prsu se změnil na aerobní glykolýzu. Tento typ metabolismu produkuje kyselinu mléčnou, díky níž je mikroprostředí nádoru kyselejší.

V těchto kyselých oblastech povrchu nádoru buňky změnily své geny, aby zaply procesy, které upřednostňují invazi a metastázy.

Aktivované geny zahrnovaly gen, který se podílí na vývoji embrya a produkuje protein, který podporuje migraci buněk krevním řečištěm. Další byl ten, který umožňuje nádorovým buňkám lépe pronikat do okolní tkáně.

V další sadě experimentů tým zjistil, že snížení kyselosti mikroprostředí nádoru vrátilo genové exprese téměř zpět do normálu.

Vědci snížili kyselost nádorů u myší přidáním hydrogenuhličitanu sodného do jejich pitné vody. Další studie také zjistily, že to snižuje metastázy u myší.

Senior autor studie Frank B. Gertler, který je profesorem biologie na MIT, říká, že lidé netolerují hydrogenuhličitan sodný, a proto by to pro ně nebyla vhodná potenciální léčba.