Într-o serie de experimente, cercetătorii au demonstrat existenţa unui nou mecanism biologic care reglează modul în care celulele canceroase comunică între ele pentru a dezvolta un cancer mai agresiv.
Cercetătorii de la centrul de cancer MUSC Hollings, din Statele Unite, au identificat o secvenţă de interacţiuni moleculare care ar putea fi cheia pentru oprirea răspândirii celulelor canceroase.
În prezent, nu există o abordare terapeutică fiabilă pentru prevenirea metastazelor, principala cauză de deces din cauza tumorilor canceroase solide.
Publicată în Cell Reports, această cercetare este prima în ceea ce priveşte legătura dintre două grupuri importante de molecule care reglează comunicarea între celulele din tumori pentru a creşte migraţia şi metastazarea celulelor canceroase.
Complexitatea cancerului ridică multe provocări pentru cercetători, oncologi şi pacienţi.
„Cancerul nu este o singură celulă, o singură proteină sau o boală cu un singur tratament. Este un proces complex, motiv pentru care sunt încă atât de multe lucruri pe care nu le înţelegem. Metastaza cancerului este cauza a aproximativ 90% din toate decesele cauzate de cancer şi încă nu înţelegem mecanismele biologice care provoacă metastaze”, a declarat Besim Ogretmen, cercetător în studierea lipidelor şi descoperirea medicamentelor.
Pentru a dezvolta noi abordări de tratament împotriva cancerului, laboratorul Ogretmen studiază modul în care sfingolipidele, o clasă de molecule grase, funcţionează în celulele canceroase. Sfingozin-1-fosfat (S1P) este lipida centrală în majoritatea reacţiilor chimice ale sfingolipidelor. Ogretmen, un expert în biologia sfingolipidelor, a publicat mai multe studii care demonstrează funcţiile S1P în dezvoltarea şi progresia cancerului.
Ideea care a condus la această nouă descoperire a fost dezvoltată în timpul unui brainstorming cu colegul său Carl Atkinson, fost cercetător la MUSC şi expert în domeniul biologiei complementului.
„Semnalizarea sfingolipidelor şi semnalizarea complementului au asemănări şi ambele sunt active în cancer. Ne-am întrebat unul pe celălalt dacă am putem să vedem că există vreo diafonie între semnalizarea sfingolipidelor şi semnalizarea complementului şi nu am găsit nimic în literatura de specialitate. Acest lucru ne-a determinat să începem acest proiect pentru a răspunde întrebărilor fără răspuns în prezent”, a precizat Ogretmen.
Sistemul complement este o parte a sistemului imunitar care poate distruge agenţii patogeni şi ajută organismul să se vindece după o leziune sau o infecţie. Cu toate acestea, cercetările din ultimii cinci ani au dezvăluit că unele tumori pot activa sistemul complementului, ceea ce duce la îmbunătăţirea supravieţuirii celulelor tumorale şi a metastazelor.
Înţelegerea comunicării înainte şi înapoi dintre sistemele biologice, nu doar a moleculelor individuale, este viitorul înţelegerii cancerului şi îmbunătăţirii terapiilor, deoarece sistemele biologice din organism sunt conectate, spun cercetătorii. Bazându-se pe o colaborare strânsă, grupul Ogretmen, Atkinson şi cercetătorul Hollings Stephen Tomlinson, profesor de microbiologie şi imunologie şi expert în sistemul complementului, şi-au propus să înţeleagă modul în care două sisteme critice - S1P şi complement - sunt legate şi cum coordonează metastazarea cancerului.
În timp ce majoritatea cercetătorilor abordează un singur tip de cancer, acest nou studiu este unic, deoarece descoperirile se aplică mai multor tipuri de tumori solide.
Printr-o serie de experimente, cercetătorii au demonstrat existenţa unui nou mecanism biologic care reglează modul în care celulele canceroase comunică între ele pentru a dezvolta un cancer mai agresiv.
Nivelurile ridicate de S1P din interiorul celulelor canceroase activează o moleculă din complement numită C3, ceea ce duce la formarea unui complex care promovează inflamaţia numit inflamazom. Această secvenţă de evenimente şi activitatea inflamazomului conduc la răspândirea celulelor canceroase.
Acest studiu este primul care a arătat că molecula C3 poate fi activată în interiorul celulelor canceroase.
„Această cercetare reprezintă un lucru important pentru cercetările viitoare. Am arătat noi legături şi am introdus noi concepte care pot fi folosite pentru a dezvolta noi terapii”, a spus Ogretmen.
Pentru a se asigura că această descoperire este relevantă în cancerul uman, oamenii de ştiinţă au analizat mai întâi mostre de ţesut de la pacienţii cu cancer de sân metastatic. Ei au descoperit că nivelurile unor molecule cheie, cum ar fi markerii C3 şi inflamazomii, au fost mai mari în ţesutul canceros decât în ţesutul normal al sânului.
Mai mult, baza de date The Cancer Genome Atlas (TCGA) a arătat că nivelurile mai mari decât cele normale ale moleculelor cheie sunt asociate cu supravieţuirea slabă a pacienţilor în majoritatea tipurilor de tumori solide.
obţinute cu ajutorul Rezultatele bazei de date TCGA susţin relevanţa clinică a legăturii identificate între sfingolipide şi semnalizarea complementului, spun autorii noului studiu.
„Dacă putem înţelege cu adevărat mecanismele de semnalizare care fac o tumoră să metastazeze, atunci este mai uşor de tratat. Pe măsură ce înţelegem mai bine, cred că vom avea soluţii mai bune pentru a opri metastazarea cancerului”, a declarat Alhaji (AJ) Janneh, student absolvent în laboratorul Ogretmen şi autorul principal al acestui studiu.
Cercetătorii au descoperit că blocarea diferitelor părţi ale sistemului S1P-C3 care promovează metastazele cu inhibitori chimici poate reduce metastazele într-un model de şoarece de melanom agresiv. Ei continuă să testeze diferiţi inhibitori, uneori în combinaţie cu imunoterapii, pentru a determina cea mai bună modalitate de a inhiba metastazele în mai multe tipuri de tumori solide.
„Mulţi dintre inhibitorii pe care îi testăm sunt disponibili comercial pentru alte boli, cum ar fi scleroza multiplă. Această abordare de tratament este unică în cancer, deoarece combinăm inhibitorii existenţi într-un mod nou pentru a opri metastazele”, a precizat Ogretmen.
Echipa de cercetare lucrează deja la următorul studiu, care analizează mai profund mecanismele precise ale modului în care este activat complexul inflamazom. Înţelegerea modului în care acest proces are loc la nivel molecular va oferi echipei mai multe idei despre vizarea acestui mecanism foarte complicat care implică multe molecule metabolice şi de semnalizare diferite.
Aceste studii în curs de desfăşurare vor oferi cunoştinţe despre biologia din spatele metastazei celulelor tumorale şi vor informa strategiile viitoare de tratament, au precizat autorii.
