În momentul în care este diagnosticat cancerul, în organism au avut deja loc o multitudine de transformări. În scopuri clinice, cancerele sunt clasificate în stadii incipiente şi târzii, dar chiar şi o tumoră în stadiu „incipient” este rezultatul multor modificări celulare şi moleculare anterioare, nedetectabile în organism.
Acum, oamenii de ştiinţă de la facultatea de medicină a universităţii Yale (YSM) au surprins în detaliu unele dintre aceste schimbări timpurii, folosind microscopia puternică, de înaltă rezoluţie, pentru a urmări primele modificări fizice care declanşează cancerul.
Studiind şoareci care poartă o mutaţie în foliculii lor de păr (din piele) ce promovează malignitatea, oamenii de ştiinţă au descoperit că primele semne de formare a cancerului apar la un anumit moment şi într-un loc precis în procesul de creştere a foliculilor de păr în celulele pielii de şoarece.
Mai mult, ei au descoperit că aceste modificări precanceroase pot fi blocate cu un tip de medicament cunoscut sub numele de inhibitori MEK.
Echipa a publicat recent rezultatele cercetărilor în revista Nature Cell Biology.
Oamenii de ştiinţă au studiat şoareci care dezvoltă carcinom cutanat cu celule scuamoase, al doilea cel mai frecvent tip de cancer de piele la om.
Aceşti şoareci au fost modificaţi genetic cu o mutaţie care favorizează cancerul într-o genă numită KRAS, care se numără printre cele mai frecvente oncogene ce suferă mutaţii în cancerele umane.
S-a constatat că mutaţiile KRAS sunt, de asemenea, un factor favorizant printre altele, pentru cancerul pulmonar, cancerul pancreatic şi cancerul colorectal.
Schimbarea timpurie pe care oamenii de ştiinţă au studiat-o - creşterea unei mici umflături anormale în foliculul de păr - este clasificată drept o anomalie precanceroasă.
„Înţelegerea acestor evenimente timpurii ar putea fi utilă pentru a concepe de fapt abordări pentru a preveni eventuala formare a cancerului”, a declarat într-un articol al Yale, primul autor al studiului, Tianchi Xin, cercetător ştiinţific în domeniul geneticii la YSM.
Deşi studiul s-a axat pe cancerul de piele, cercetătorii cred că principiile pe care le-au descoperit s-ar putea aplica la multe alte tipuri de cancer determinate de mutaţiile KRAS, deoarece genele şi proteinele de bază implicate sunt aceleaşi în diferite tumori.
Cercetătorii cred că nu doar proliferarea celulară duce la apariţia cancerului
La fel ca la oameni, foliculii de păr de la şoareci cresc continuu, pierzând firele vechi şi formând altele noi.
Celulele stem, care deţin capacitatea de a se dezvolta în multe alte tipuri de celule, conduc o mare parte din acest ciclu de reînnoire.
Studiile anterioare au constatat că mutaţiile KRAS determină o creştere a proliferării celulelor stem în foliculii de păr şi s-a presupus că această creştere semnificativă a numărului de celule stem era responsabilă de perturbarea ţesutului precanceros.
Pentru a testa această ipoteză, echipa a folosit o formă special modificată a KRAS pe care a putut să o activeze la un moment dat în celulele pielii foliculilor de păr ai animalelor. Echipa a folosit o metodă de microscopie cunoscută sub numele de imagistică intravitală, al cărei nume se referă la capacitatea tehnicii de a obţine imagini ale celulelor la rezoluţie înaltă într-un animal viu - prin intermediul unei ferestre de imagistică care este implantată în ţesutul animalului în timpul unei intervenţii chirurgicale - precum şi de a marca şi urmări celulele stem individuale din animale.
Atunci când a fost declanşată mutaţia KRAS, toate celulele stem au proliferat mai repede, dar protuberanţa precanceroasă s-a format doar într-un anumit loc din foliculul pilos şi într-o anumită etapă a ciclului de creştere, ceea ce înseamnă că numărul mai mare de celule nu este, probabil, întreaga poveste.
Activarea mutaţiei KRAS în foliculii de păr a făcut ca celulele stem să prolifereze mai repede, să îşi schimbe modelele de migrare şi să se dividă în direcţii diferite faţă de celulele fără mutaţia care favorizează cancerul.
Mutaţia acţionează asupra unei proteine din aval cunoscută sub numele de ERK. Echipa a reuşit să observe în timp real activitatea ERK în celule stem individuale în animale vii şi a descoperit o modificare specifică a activităţii acestei proteine declanşată de mutaţia KRAS.
Cercetătorii au reuşit, de asemenea, să oprească formarea umflăturii precanceroase cu ajutorul unui inhibitor MEK, care blochează activitatea ERK.
Medicamentul a stopat efectele mutaţiei asupra migraţiei şi orientării celulelor, dar nu şi asupra proliferării generale a celulelor stem, ceea ce înseamnă că formarea stării precanceroase se datorează mai degrabă acestor prime două modificări decât unei proliferări celulare sporite.
Precancerul
Urmărirea efectelor unei mutaţii oncogene în timp real, la un animal viu, este singura modalitate prin care cercetătorii au putut descoperi aceste principii.
Acest lucru este important, deoarece cancerul nu se formează într-un vid - este foarte dependent de micro-mediul său pentru a se dezvolta şi a se menţine. De asemenea, oamenii de ştiinţă au urmărit nu doar comportamentul celulelor individuale, ci şi moleculele din interiorul acestor celule.
În continuare, cercetătorii doresc să urmărească procesul pentru o perioadă mai lungă de timp pentru a vedea ce se întâmplă după ce se formează acea umflătură precanceroasă iniţială.
De asemenea, ei şi-au propus să analizeze şi alte evenimente care favorizează cancerul, cum ar fi inflamaţia, pentru a vedea dacă principiile pe care le-au descoperit se aplică şi în alte contexte.
