Študija povezuje beljakovine, ki jih izločajo krvne žile, z rakom, odpornim na zdravila

Rak je eden izmed vodilnih 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 ugotovili, da rakavi tumorji pogosto vsebujejo posebno populacijo celic, imenovano matične celice raka (CSC). Tako kot običajne matične celice se lahko CSC samoobnavljajo in diferencirajo v različne vrste celic znotraj tumorja, pri čemer igrajo pomembno vlogo ne le pri rasti tumorja in metastazah, ampak tudi pri razvoju odpornosti na zdravila.

Na žalost se je izkazalo, da je razvijanje terapij, ki ciljajo posebej na CSC, precej zahtevno glede na njihovo sposobnost prilagajanja in ponovne naselitve. Zato so nekateri raziskovalci svojo pozornost usmerili na krvne žile znotraj tumorskega tkiva.

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 izvornih celic. Razumevanje, katere celice proizvajajo te dejavnike in kakšne so njihove funkcije v tumorskem mikrookolju, bi lahko vodilo k razvoju novih terapij raka.

V tem ozadju je raziskovalna skupina iz Japonske, vključno s profesorjem Hiroyasujem Kidoijem in dr. Yumiko Hayashi z Oddelka za integrativno vaskularno biologijo Fakultete za medicinske vede Univerze Fukui, izvedla študijo o izločenem proteinu 1 (Sfrp1). ), angiokrini faktor, da bi pojasnili njegovo vlogo v tumorskih tkivih.

Njihovi rezultati so bili objavljeni na spletu v reviji In Vitro Cellular & Razvojna biologija.

»Čeprav na krvne žile običajno gledamo le kot na poti za oskrbo s kisikom in hranilnimi snovmi, se naše raziskave osredotočajo na popolnoma drugačno funkcijo krvnih žil, in sicer na proizvodnjo angiokrinih faktorjev. To študijo smo izvedli z idejo, da so angiokrini dejavniki lahko vpleteni tudi v napredovanje tumorja, in poskušali ugotoviti, ali Sfrp1 vpliva na vzdrževanje CSC in tumorskega tkiva na splošno,« pojasnjuje profesor Kidoya.

Za razjasnitev teh vprašanj so raziskovalci ustvarili miši z izločitvijo gena Sfrp1 (Sfrp1-KO) z uporabo urejanja gena CRISPR-Cas9. Nato so presadili tumorje pljučnega karcinoma v Sfrp1-KO in miši divjega tipa ter opazovali učinke Sfrp1 (ali njegovo pomanjkanje) z uporabo standardnih tehnik, kot so imunohistokemično obarvanje, pretočna citometrija in kvantitativna analiza genetske 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 zavrta, presajene tumorske celice s prekomerno izraženostjo Sfrp1 pa so povzročile hitrejšo rast tumorja.

Zanimivo je, da so raziskovalci ugotovili, da tumorji brez Sfrp1 niso mogli podpirati znatnih populacij CSC pozno v rasti tumorja, kljub temu, da imajo ti tumorji višji začetni odstotek CSC. To odkritje je še posebej pomembno, saj kaže na eno od bioloških vlog Sfrp1 v tumorskem mikrookolju in njegovo sodelovanje pri patologiji raka.

»Nekateri CSC v tumorskih tkivih so v stanju zaustavljene celične proliferacije in njihova prisotnost spodbuja rast tumorja in odpornost na zdravila proti raku,« pojasnjuje profesor Kidoya. "Naši rezultati kažejo, da lahko Sfrp1 uravnava samopodvajanje CSC in prehodno maligno rast ter vzdržuje stanje mirovanja."

Nadaljnji rezultati so pokazali, da Sfrp1 ni vplival na strukturo krvnih žil v tumorju, kar kaže na to, da opaženi učinki na rast tumorja niso bili povezani z vaskulaturo. Namesto tega je analiza genetske ekspresije pokazala, da Sfrp1 spodbuja vzdrževanje CSC z moduliranjem dobro ohranjene signalne poti Wnt (evolucijsko ohranjena pot, ki uravnava pomembne vidike določanja celične usode, celične migracije in organogeneze v embrionalnem razvoju).

Na splošno lahko novo znanje, pridobljeno s to študijo, utre pot razvoju novih terapij raka, ki ciljajo na mehanizme, ki pomagajo vzdrževati CSC.

»Ciljno usmerjanje na specializirane vaskularne endotelijske celice, ki sodelujejo pri proizvodnji angiokrinih faktorjev, lahko pomaga prekiniti nišo CSC, kar služi kot možen pristop za zaviranje rasti tumorja z minimalnimi stranskimi učinki,« zaključuje profesor Kidoya.

"Verjamem, da bi to lahko pripeljalo do razvoja zdravljenja za bolnike z nezdravljivim rakom, katerih tumorji so odporni na zdravila proti raku, kot tudi do terapevtikov za zatiranje ponovitve raka in metastaz."

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