Modificarea funcţiei unei proteine antioxidante din mitocondrii creşte expresia genei celulelor stem care promovează dezvoltarea celulelor canceroase.
Un studiu recent realizat de cercetători de la Northwestern Medicine, SUA, şi publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences - PNAS arată că o modificare a funcţiei unei proteine antioxidante din mitocondrii, creşte expresia genei care modulează celulele stem ceea ce duce la promovarea celulelor canceroase agresive.
În timp ce proteina superoxid dismutază-2 (SOD2) este cunoscută de oamenii de ştiinţă atât ca un antioxidant mitocondrial, o funcţie care protejează de obicei împotriva dezvoltării cancerului, cât şi ca agent de promovare a tumorii mai târziu în boala stabilită, mecanismele specifice care stau la baza acestui comportament dual, nu au fost pe deplin înţelese.
„Am descoperirea o nouă formă a acestei enzime, care este substanţial diferită de antioxidantul implicat în reprogramarea genomică, promovând evoluţia acestor forme mai agresive de cancer de sân. Deşi ne-am concentrat pe cancerul de sân, credem că această descoperire ar putea fi generalizată şi la alte forme de cancer”, a declarat Marcelo Bonini, profesor de medicină în departamentul de hematologie şi oncologie şi autor principal al cercetării.
În studiul actual, autorii au explorat funcţia biologică a SOD2, în special atunci când aceasta s-a localizat în nucleul unei celule.
Folosind o varietate de tehnici, inclusiv culturi celulare, microscopie de imunofluorescenţă, analiza intermoleculară şi tehnici de secvenţiere ARN, echipa a observat că un proces celular numit acetilare a condus la creşterea afinităţii SOD2 pentru legarea fierului, în loc de mangan, pe care l-a determinat să se localizeze în nucleul celulei în loc de mitocondrii.
Cercetătorii au descoperit că forma post-acetilată a proteinei care a vizat nucleul, numită NLS-SOD2, promovează expresia genei celulelor stem, în special prin îndepărtarea semnelor epigenetice, care de obicei suprimă celulele canceroase să activeze programul celulelor stem.
Autorii au observat, de asemenea, că celulele care au exprimat NLS-SOD2 au avut o şansă crescută de a dobândi un potenţial mai mare pentru a evolua în forme mai agresive de cancer.
„Credem că prezenţa formei acetilate a SOD2 este o semnătură moleculară a cazurilor de cancer de sân care au mai multe şanse de a recidiva. Prin urmare, SOD2 acetilat ar putea fi dezvoltat într-un biomarker pentru formele de cancer care trebuie tratate mai agresiv. Este, de asemenea, posibil ca vizarea farmacologică a SOD2 localizată în nucleu să ofere noi terapii pentru a suprima celulele stem canceroase care sunt rezistente la tratament şi puternic metastatice”, a precizat prof. Bonini.
Localizarea în nucleul celulelor canceroase, precum şi caracteristicile structurale unice dobândite în urma procesului de acetilare, sugerează că ţintirea NLS-SOD2 poate avea potenţialul de a crea instrumente de diagnosticare sau potenţiale tratamente viitoare, spun autorii studiului.
