Ministerstwo Edukacji i Nauki

17.09.2021
PL EN
17.07.2021 aktualizacja 17.07.2021

Białko, które może utrudniać powstawanie przerzutów

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Naukowcy z Johns Hopkins University zidentyfikowali wyspecjalizowane białko, które wydaje się zapobiegać przedostawaniu się komórek nowotworowych do krwiobiegu i rozprzestrzenianiu na inne części ciała - informuje pismo “Science Advances”.

Komórki ludzkiego organizmu – na przykład mięśniowe, tłuszczowe czy nabłonkowe – pozostają zwykle w miejscu, do którego przynależą. Wyjątkiem są na przykład komórki odpornościowe we krwi, które patrolują organizm zwalczając patogeny. Są też komórki nowotworowe, dzięki mutacjom mogące “podróżować” i rozprzestrzeniać się.

Nowe odkrycia pomagają rzucić światło na proces zwany intrawazacją, kiedy to komórki rakowe, które oddzieliły się od guza pierwotnego, wchodzą do naczyń krwionośnych, aby “podróżować” do innych części ciała i założyć tam “kolonie” – przerzuty. Nowotwór, który się rozprzestrzenił, staje się znacznie bardziej niebezpieczny. „U wielu osób zostanie zdiagnozowany guz pierwotny, ale tak długo, jak ten guz jest ograniczony, zabieg chirurgiczny może uratować chorego” – powiedział Christopher Yankaskas, główny autor. Znacznie gorzej wygląda rokowanie po pojawieniu się przerzutów.

„Odkryliśmy, że to białko TRPM7 wyczuwa ciśnienie płynu przepływającego w układzie krążenia i powstrzymuje komórki przed rozprzestrzenianiem się w układzie naczyniowym” – powiedział Kaustav Bera, doktorant z Johns Hopkins University w dziedzinie inżynierii chemicznej i biomolekularnej oraz główny autor badania, które zostało przeprowadzone wspólnie ze specjalistami z University of Alberta i Universitat Pompeu Fabra.

„Odkryliśmy, że przerzutowe komórki nowotworowe znacznie obniżyły poziom tego białka sensorycznego i dlatego skutecznie wchodzą do naczyń krwionośnych, a nie odwracają się od przepływu płynów” – powiedział Bera.

Naukowcy wskazują, że sztuczne zwiększenie ekspresji TRPM7 w komórkach nowotworowych może pomóc w powstrzymaniu inwazyjności – i ostatecznie przerzutów.

Od dawna wiadomo, że TRPM7 reguluje poziom wapnia w komórkach, ale według naukowców nowy wgląd w rolę tego białka w migracji komórek jest ekscytujący. „Proces ten jest podobny do tego, co dzieje się, gdy dotykasz gorącego czajnika, czujesz, że jest gorący i cofasz rękę” – powiedział starszy autor badań Konstantinos Konstantopoulos, profesor inżynierii chemicznej i biomolekularnej oraz członek Johns Hopkins Kimmel Cancer Center. Białko TRPM7 wyczuwa przepływ płynu w układzie krążenia i instruuje komórkę, aby zmieniła kierunek ruchu, hamując w ten sposób inwazyjność.

W swoim początkowym eksperymencie naukowcy obserwowali zdrowe komórki fibroblastów poruszające się przez mikrokanaliki ułożone prostopadle w konfiguracji przypominającej drabinę, w której można było kontrolować płyn. Kiedy komórki te napotkały kanaliki, w których płyn się poruszał, zawróciły w odpowiedzi na naprężenie ścinające wywierane przez przepływ. Jednak gdy komórki napotkały kanały, w których płyn się nie poruszał, weszły do nich.

Następnie naukowcy wykorzystali proces znany jako interferencja RNA, aby zablokować ekspresję białka TRPM7 w komórkach. Co uderzające, gdy “białko - czujnik” zostało wyłączone, zdrowe komórki nie zmieniały już kierunku ruchu w odpowiedzi na przepływ. „Wyobraź sobie, że podnosisz czajnik za pomocą rękawicy kuchennej, która zmniejsza twoją wrażliwość na ciepło” - powiedział Konstantopoulos.

W kolejnych eksperymentach naukowcy odkryli, że normalne komórki miały wyższy poziom TRPM7 niż komórki mięsaka (rodzaj komórek nowotworowych) i że sztuczna ekspresja białka w komórkach nowotworowych zwiększyła ich wrażliwość na przepływ płynów.

“Kiedy normalne komórki odwracają kierunek migracji, unikają narażenia na naprężenia ścinające, ale nie dotyczy to komórek nowotworowych - wyjaśnia Konstantopoulos. - Komórki nowotworowe są mniej wrażliwe i dlatego nadal wnikają do układu krążenia”.

Oddzielna analiza danych pacjentów wykazała, że osoby z kostniakomięsakiem, rakiem piersi, żołądka i wątroby, które wyrażały wysoki poziom TRPM7, żyły dłużej niż osoby z niższym poziomem białka.

Potrzebne są dalsze badania, ale zespół ma nadzieję, że odkrycia mogą ostatecznie doprowadzić do nowych terapii przeciwnowotworowych z wykorzystaniem aktywacji CRISPR, ekscytującego nowego narzędzia do edycji DNA.

„Będziemy potrzebować dalszych prac, zanim będziemy mogli przenieść to do środowiska klinicznego, ale wierzymy, że po raz pierwszy przedstawiamy ostateczny obraz roli TRPM7 w kluczowym etapie przerzutów nowotworu” – powiedział Konstantopoulos.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2021