Oamenii de ştiinţă ştiu de mult timp că mitocondriile, „centralele energetice" ale celulelor, joacă un rol crucial în metabolismul şi producţia de energie a celulelor canceroase. Cu toate acestea, până acum, se ştiau puţine lucruri despre relaţia dintre organizarea structurală a reţelelor mitocondriale şi activitatea bioenergetică funcţională a acestora la nivelul tumorilor. Descoperirea acestui aspect necunoscut până acum al metabolismului cancerului, ar putea duce la dezvoltarea unor terapii anticancerigene care să vizeze preferinţele nutritive specifice ale tumorilor.
Într-un nou studiu, publicat miercuri, în Nature, cercetătorii de la Centrul de cancer UCLA Jonsson Comprehensive au folosit tomografia prin emisie de pozitroni (PET) în combinaţie cu microscopia electronică pentru a genera hărţi tridimensionale de ultra-rezoluţie ale reţelelor mitocondriale în tumorile pulmonare ale şoarecilor modificaţi genetic.
Ei au clasificat tumorile pe baza activităţii mitocondriale şi a altor factori folosind o tehnică de inteligenţă artificială numită învăţare profundă (deep-learning), cuantificând arhitectura mitocondrială în sute de celule şi mii de mitocondrii din întreaga tumoră.
Autorii au analizat două subtipuri principale de cancer pulmonar fără celule mici (NSCLC) - adenocarcinoame şi carcinoame cu celule scuamoase şi au descoperit subpopulaţii distincte de reţele mitocondriale în cadrul acestor tumori.
În mod important, cercetătorii au descoperit că mitocondriile se organizează frecvent împreună cu organitele, cum ar fi corpuri lipidice (adipozomi), pentru a crea structuri subcelulare unice care susţin metabolismul celulelor tumorale şi activitatea mitocondrială.
Autorii anticipează că populaţiile mitocondriale din probele de cancer uman nu se vor exclude reciproc în funcţie de subtipul tumoral respectiv, ci mai degrabă va exista un spectru de activitate.
Cercetătorii spun că aceste descoperiri oferă informaţii cheie despre funcţia mitocondriilor în celulele canceroase şi ar putea duce la noi abordări în tratamentul cancerului.
„Studiul nostru reprezintă un prim pas spre generarea unor hărţi tridimensionale foarte detaliate ale tumorilor pulmonare folosind modele de şoareci modificate genetic", a declarat dr. David Shackelford, de la Centrul de cancer, Jonsson Comprehensive, şi profesor asociat de medicină pulmonară şi de îngrijire de urgenţă la facultatea de medicină de la UCLA.
Folosind aceste hărţi, cercetătorii au început să creeze un atlas structural şi funcţional al tumorilor pulmonare, care oferă informaţii valoroase despre modul în care celulele tumorale îşi organizează structural arhitectura celulară ca răspuns la cerinţele metabolice ridicate ale creşterii tumorale.
Descoperirile sunt promiţătoare oferind informaţii şi îmbunătăţind strategiile actuale de tratament, indicând în acelaşi timp, noi direcţii pentru vizarea cancerului pulmonar, spun specialiştii.
„Studiul nostru a identificat o descoperire nouă în fluxul metabolic al tumorilor pulmonare, dezvăluind că preferinţa acestora pentru nutrienţi poate fi determinată de gruparea mitocondriilor cu alte organite, bazându-se fie pe glucoză ('zahăr'), fie pe acizi graşi liberi ('grăsimiţ)", a declarat dr. Han.
Potrivit autorilor, această descoperire are implicaţii importante pentru dezvoltarea unor terapii anticancerigene eficiente care vizează preferinţele nutritive specifice tumorilor.
„Abordarea de imagistică multimodală ne-a permis să descoperim acest aspect până acum necunoscut al metabolismului cancerului. Credem că poate fi aplicat şi la alte tipuri de cancer, deschizând calea pentru continuarea cercetărilor în acest domeniu", au scris autorii.
