Рак: Учените разкриват как да се засили лъчетерапията
Учените наскоро идентифицираха молекулярна пътека, която свързва движението на енергийно произвеждащи центрове или митохондриите в раковите клетки с резистентността към лъчетерапия. Това, казват те, може да доведе до подобряване на лечението на рака.
Въпреки че предишни проучвания вече разкриха, че пътят - наречен Arf6-AMP1-PRKD2 - играе ключова роля за инвазивността на рака, връзката му с резистентността към лечението остава неясна.
Изследвайки агресивни клетки на рак на гърдата, учени от университета Хокайдо в Япония установиха, че Arf6-AMP1-PRKD2 контролира движението на митохондриите вътре в клетките.
Скорошна статия, публикувана в списанието Nature Communications описва работата им.
Пътят позволява на митохондриите да се "разпръснат" и да се придвижат към периметъра на клетките, което увеличава инвазивността на рака.
Екипът забеляза, че блокирането на пътеката кара енергогенериращите структури да се събират в центъра на клетките вместо това. Там митохондриите започват да произвеждат и освобождават прекомерни количества нестабилни богати на кислород молекули, известни като реактивни кислородни видове (ROS).
ROS молекулите са нож с две остриета при рак; до определено ниво, те насърчават инвазивността на рака, но когато количествата са прекомерни, те убиват раковите клетки.
ROS, движение на митохондриите и интегрин
Една от причините, поради която лъчетерапията - която използва йонизиращо лъчение - може да намали или премахне туморите, е, че увеличава производството на ROS в раковите клетки.
Някои видове рак обаче стават устойчиви на лъчетерапия и други лечения, които действат чрез увеличаване на ROS в раковите клетки, тъй като клетките развиват толерантност към молекулите.
Изследването не е първото, което забелязва, че митохондриите се движат вътре в клетките. Известно е, че това движение се случва при различни обстоятелства. Когато белите кръвни клетки, например, се придвижат към цел - като патоген или потенциално вреден агент - техните митохондрии ще се съберат в задните им краища.
В инвазивните ракови клетки, от друга страна, „силовите станции“ се събират във водещия ръб на клетката.
Изглежда, че протеин, наречен интегрин, участва в инвазивността на рака. Обикновено протеинът седи в клетъчната мембрана и помага да се прикрепи клетката към матрицата от вещества, които заобикалят клетките и задържат тъканите заедно.
Новото проучване разгледа по-задълбочено как ROS, митохондриалната динамика в клетките и интегринът могат да бъдат свързани при инвазивен рак.
Сондиране на връзката при инвазивен рак
Изследователите извършиха набор от експерименти с инвазивни клетки на рак на гърдата. Те проследяват производството на ROS и движението на митохондриите в клетките, като маркират различни молекули с флуоресцентни маркери.
След това блокираха определени молекули, свързани с инвазивността на рака, и наблюдаваха какво се случи с тези механизми. По този начин те идентифицираха пътя Arf6-AMP1-PRKD2.
Резултатите разкриха, че пътят помага за рециклирането на интегрин в раковата клетка, причинявайки му да образува „адхезионен комплекс“ в мембраната на клетката. В крайна сметка това предизвика движението на митохондриите до ръба на клетката.
Блокирането на пътя обаче кара митохондриите да се събират в средата на раковата клетка вместо ръба и намалява инвазивността.
След това екипът демонстрира, че именно това обединяване в центъра е накарало митохондриите да произвеждат прекомерни количества ROS молекули, които убиват клетките.
Според авторите, „Тези открития показват нова молекулярна връзка между клетъчните движения и митохондриалната динамика, която изглежда е от решаващо значение както за инвазивната активност, така и за толерантността към ROS на силно инвазивните ракови заболявания.“
Те заключават:
„Нашите открития могат също да доведат до нови стратегии за подобряване на ефикасността на ROS-медиирани ракови терапии, като [лъчетерапия].“
