Celulele canceroase eliberează un nivel semnificativ mai concentrat de acid decât se ştia până acum, formând un „perete acid" care ar putea împiedica celulele imunitare să atace tumorile, arată cercetătorii de la Centrul medical UT Southwestern (UTSW) într-un nou studiu.
Recentele descoperiri, publicate în revista Nature Biomedical Engineering, ar putea deschide calea pentru noi abordări de tratament împotriva cancerului care să modifice mediul acid din jurul tumorilor, spun cercetătorii.
„Acest studiu a dezvăluit o aciditate extracelulară polarizată necunoscută anterior, care este predominantă în jurul celulelor canceroase", a declarat conducătorul studiului, Jinming Gao, profesor în cadrul Centrului de Cancer din cadrul departamentelor de inginerie biomedicală, biologie celulară, şi otorinolaringologie - chirurgia capului şi gâtului şi farmacologie la UTSW.
De aproape un secol, oamenii de ştiinţă ştiu că tumorile sunt acide (adică pH-ul lor, o măsură a acidităţii, este sub 7), dar doar puţin mai mult decât majoritatea ţesuturilor sănătoase din organism.
De exemplu, pH-ul mediu al muşchiului uman în repaus este de aproximativ 7,4, dar pH-ul mediu al tumorilor umane maligne este de aproximativ 6,8.
În urmă cu câţiva ani, dr. Gao şi colegii săi au conceput un set de nanoparticule care luminează la niveluri specifice de aciditate. Ei au descoperit că una dintre ele, numită pegsitacianină - care luminează la un pH de 5,3, strălucea puternic în tumori.
Această nanoparticulă a trecut acum de faza a doua a studiilor clinice pe pacienţi, ca instrument pentru chirurgia cancerului ghidată prin imagine.
În 2023, pegsitacianina a primit desemnarea Breakthrough Therapy de către Administraţia pentru Alimente şi Medicamente (FDA) din Statele Unite, o etapă care accelerează dezvoltarea şi examinarea medicamentelor promiţătoare.
Cu toate acestea, cercetătorii nu ştiau de ce pegsitacianina era fluorescentă, întrucât se credea că aciditatea unei tumori este prea mică pentru a declanşa activarea sa.
Pentru a răspunde la această întrebare, echipa a observat celule individuale prelevate dintr-o varietate de tipuri de cancer uman şi de şoarece - inclusiv plămân, sân, melanom şi glioblastom - folosind probe cu pegsitacianină.
Ei au descoperit că probele luminau pe o parte a celulelor canceroase, dar nu şi pe cealaltă, sugerând că aciditatea acestor celule maligne era polarizată.
Aciditatea celulelor canceroase rezultă din secreţia de acid lactic, pe care celulele tumorale îl produc ca deşeu după ce digeră glucoza, sau zahărul din sânge.
Când au făcut experimente similare în ţesutul tumoral, examinarea imagistică a arătat că celulele canceroase au pompat în mod preferenţial acidul departe de celulele canceroase vecine şi în mediul extracelular, formând o zonă de aciditate mai mare la marginea tumorilor.
Probele prelevate din tumorile umane au arătat că acest perete acid era practic lipsit de celule T CD8+ din interiorul tumorilor, un tip de celule imune care luptă împotriva cancerului.
Atunci când cercetătorii au cultivat împreună celule canceroase şi celule T CD8+ în vase Petri, la un pH de 5,3, celulele canceroase au fost cruţate, în timp ce celulele imunitare T CD8+ au pierit în decurs de trei ore, sugerând că această aciditate severă ar putea contracara atacul celulelor imunitare fără a afecta celulele canceroase.
Cercetările anterioare ale laboratorului au arătat, de asemenea, că lactatul, echivalentul bazic al acidului lactic, sporeşte activitatea anticancerigenă a celulelor imunitare.
Deoarece acidul lactic pare să facă contrariul, viitoarele strategii de tratament s-ar putea concentra pe transformarea acidului lactic în lactat pentru a promova un atac imunitar, a menţionat dr. Gao.
Alte potenţiale tratamente se aflată în prezent în curs de investigare la UTSW şi în alte laboratoare, care valorifică aciditatea relativă a tumorilor.
Purtătorii de medicamente sensibile la pH, care eliberează chimioterapia în interiorul tumorilor, ar putea avea nevoie de ajustări pe baza acidităţii mai mari dezvăluite în acest studiu, a adăugat el.
Dr. Gao a menţionat că această descoperire va conduce la mai multe linii noi de cercetare, respectiv studii pentru a înţelege mai bine modul în care celulele canceroase îşi polarizează excreţia acidă, cum pot rezista aceste celule la nivelul de aciditate care ucide celulele T CD8+ şi cum poate fi inhibată excreţia acidă pentru a permite celulelor T să ucidă mai bine celulele canceroase.
Foto: Celulele canceroase secretă acid cu un pH semnificativ mai mic decât cel cunoscut anterior de cercetători, arată o echipă de la UTSW într-un nou studiu. Credit: Nature Biomedical Engineering (2024).
