Študija povezuje beljakovino, ki jo izločajo krvne žile, z rakom, odpornim na zdravila

Rak je eden glavnih vzrokov smrti po vsem svetu. Eden glavnih razlogov, zakaj je rak tako smrtonosna bolezen, je sposobnost rakavih celic, da postanejo odporne na zdravila.

Po desetletjih medicinskih raziskav so znanstveniki spoznali, da maligni tumorji pogosto vsebujejo posebno populacijo celic, imenovanih rakave matične celice (RMC). Tako kot normalne matične celice se lahko tudi RMC samoreplicirajo in diferencirajo v različne tipe celic znotraj tumorja, kar igra pomembno vlogo ne le pri rasti in metastazah tumorja, temveč tudi pri razvoju odpornosti na zdravila.

Žal se je razvoj terapij, ki neposredno ciljajo na CSC, izkazal za izziv glede na njihovo sposobnost prilagajanja in ponovne naselitve. Zato so nekateri raziskovalci svojo pozornost usmerili na krvne žile v tumorskem tkivu.

V zadnjih nekaj letih so znanstveniki odkrili, da nekatere subpopulacije endotelijskih celic (celic, ki obdajajo krvne žile) izločajo angiokrine faktorje, ki uravnavajo proliferacijo in zorenje matičnih celic. Razumevanje, katere celice proizvajajo te faktorje in kakšne so njihove funkcije v tumorskem mikrookolju, bi lahko posledično privedlo do razvoja novih terapij za zdravljenje raka.

Glede na to je raziskovalna skupina iz Japonske, vključno s profesorjem Hiroyasujem Kidoyo in dr. Yumiko Hayashi z oddelka za integrativno vaskularno biologijo Fakultete za zdravstvene vede Univerze v Fukuiju, izvedla študijo o izločenem proteinu 1, povezanem s kodrastimi skodranimi žilami (Sfrp1), angiokrinem faktorju, da bi pojasnila njegovo vlogo v tumorskih tkivih.

Njihovi rezultati so bili objavljeni na spletu v reviji In Vitro Cellular & Developmental Biology.

"Medtem ko se krvne žile običajno obravnavajo le kot poti za kisik in hranila, se je naša študija osredotočila na povsem drugačno funkcijo krvnih žil, in sicer na proizvodnjo angiokrinih faktorjev. To študijo smo izvedli z idejo, da so angiokrini faktorji lahko vključeni tudi v napredovanje tumorja, in želeli ugotoviti, ali Sfrp1 vpliva na vzdrževanje CSC in tumorskega tkiva na splošno," pojasnjuje profesor Kidoya.

Da bi razjasnili ta vprašanja, so raziskovalci z genskim urejanjem CRISPR-Cas9 ustvarili miši z izločenim genom Sfrp1 (Sfrp1-KO). Nato so tumorje pljučnega karcinoma presadili v miši Sfrp1-KO in miši divjega tipa ter opazovali učinke Sfrp1 (ali njegovo odsotnost) z uporabo standardnih tehnik, kot so imunohistokemično barvanje, pretočna citometrija in kvantitativna analiza genske ekspresije.

Začetni poskusi so pokazali, da Sfrp1 proizvaja majhna podskupina vaskularnih endotelijskih celic v tumorskem tkivu in da je njegova prisotnost pomembna za rast tumorja. Rast tumorja je bila pri miših Sfrp1-KO potlačena, presajene tumorske celice, ki prekomerno izražajo Sfrp1, pa so povzročile hitrejšo rast tumorja.

Zanimivo je, da so raziskovalci ugotovili, da tumorji brez Sfrp1 v poznih fazah rasti niso mogli podpirati znatnih populacij CSC, kljub temu da so imeli ti tumorji višji začetni odstotek CSC. Ta ugotovitev je še posebej pomembna, saj kaže na eno od bioloških vlog Sfrp1 v tumorskem mikrookolju in njegovo vlogo pri patologiji raka.

»Nekatere CSC v tumorskih tkivih so v stanju zaustavitve celične proliferacije, njihova prisotnost pa spodbuja rast tumorja in odpornost na zdravila proti raku,« pojasnjuje profesor Kidoya. »Naši rezultati kažejo, da lahko Sfrp1 uravnava samorazmnoževanje CSC in prehodno maligno rast ter ohranja mirovanje.«

Nadaljnji rezultati so pokazali, da Sfrp1 ne vpliva na strukturo krvnih žil znotraj tumorja, kar kaže na to, da opaženi učinki na rast tumorja niso povezani z žiljem. Namesto tega je analiza genetske ekspresije pokazala, da Sfrp1 spodbuja vzdrževanje CSC z moduliranjem dobro ohranjene signalne poti Wnt (evolucijsko ohranjene poti, ki uravnava pomembne vidike določanja celične usode, migracije celic in organogeneze med embrionalnim razvojem).

Na splošno lahko novo znanje, ki ga zagotavlja ta študija, utrde pot razvoju novih terapij za raka, ki so usmerjene v mehanizme, ki pomagajo vzdrževati CSC.

"Ciljanje specializiranih vaskularnih endotelijskih celic, ki sodelujejo pri proizvodnji angiokrinih faktorjev, lahko pomaga pri motenju niše CSC in služi kot potencialni pristop k zaviranju rasti tumorja z minimalnimi stranskimi učinki," zaključuje profesor Kidoya.

"Verjamem, da bi to lahko privedlo do razvoja zdravljenja za bolnike s težko ozdravljivim rakom, katerih tumorji so odporni na zdravila proti raku, pa tudi do terapevtskih sredstev za zatiranje ponovitve raka in metastaz."

Nadaljnje raziskave, ki temeljijo na teh ugotovitvah, bodo služile kot odskočna deska za učinkovito zdravljenje raka, odpornega na zdravila.