Πώς βοηθά η οξύτητα του όγκου να εξαπλωθεί ο καρκίνος;
Μελετώντας τι συμβαίνει σε κύτταρα σε όξινες περιοχές όγκων, οι επιστήμονες αποκάλυψαν νέες πληροφορίες σχετικά με την εισβολή και την εξάπλωση του καρκίνου. Η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερες θεραπείες για επιθετικούς όγκους.
Ερευνητές στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) στο Κέιμπριτζ διαπίστωσαν ότι όξινες ή χαμηλού ρΗ περιοχές του όγκου μεταβάλλουν τη γονιδιακή έκφραση στα καρκινικά κύτταρα με τρόπους που τα καθιστούν πιο επιθετικά.
Σε ένα έγγραφο που εμφανίζεται στο περιοδικό Ερευνα για τον καρκίνο, περιγράφουν πώς, μειώνοντας την οξύτητα του όγκου, μπόρεσαν να αντιστρέψουν τη διαδικασία σε ποντίκια.
«Οξέωση του όγκου», λέει ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Nazanin Rohani Ph.D., ο οποίος ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Koch για την Ολοκληρωμένη Έρευνα για τον Καρκίνο στο MIT όταν ολοκλήρωσε το έργο, «δημιουργεί την έκφραση των μορίων που εμπλέκονται στην εισβολή των κυττάρων και μετανάστευση.
"Αυτός ο επαναπρογραμματισμός, ο οποίος είναι μια ενδοκυτταρική απόκριση σε μια πτώση του εξωκυτταρικού pH, δίνει στα καρκινικά κύτταρα τη δυνατότητα να επιβιώσουν υπό συνθήκες χαμηλού pH και πολλαπλασιαστούν."
Μεταστάσεις και περιβάλλον όγκων
Η μετάσταση είναι η περίπλοκη διαδικασία μέσω της οποίας τα καρκινικά κύτταρα γίνονται κινητά, αποσυνδέονται από πρωτογενείς όγκους, εισβάλλουν σε κοντινούς ιστούς, μεταναστεύουν και στη συνέχεια δημιουργούν δευτερογενείς όγκους σε άλλα μέρη του σώματος.
Περίπου 9 στους 10 από όλους τους θανάτους από καρκίνο «σχετίζονται με μετάσταση». Χωρίς μετάσταση, ο καρκίνος θα ήταν μια πολύ πιο εύχρηστη και λιγότερο σοβαρή ασθένεια.
Υπήρχε μια εποχή που οι επιστήμονες πίστευαν ότι η πιθανότητα μετάστασης των όγκων εξαρτάται μόνο από αλλοιώσεις σε καρκινικά κύτταρα.
Από τότε, ωστόσο, οι ερευνητές έχουν μάθει ότι η «κακοήθης εξέλιξη του καρκίνου» εξαρτάται επίσης από τα καρκινικά κύτταρα που συμμετέχουν σε ένα «περίπλοκο δίκτυο αλληλεπιδράσεων» με άλλα μέρη του ιστού που τους περιβάλλουν ή από το μικροπεριβάλλον του όγκου.
Υπάρχει τώρα μια καλή κατανόηση μεταξύ των επιστημόνων ότι οι όγκοι δεν είναι απλώς συλλογές πολλαπλασιασμού καρκινικών κυττάρων, αλλά «ζωντανών οντοτήτων», που περιλαμβάνουν πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Στην πραγματικότητα, η πολυπλοκότητα του ιστού όγκου «μπορεί ακόμη και να υπερβαίνει» την πολυπλοκότητα των υγιών ιστών.
Η μελέτη που ανέλαβε ο Δρ Rohani και οι συνεργάτες της προσθέτει στο αυξανόμενο σώμα γνώσεων σχετικά με τα μικροπεριβάλλοντα του όγκου και τη συμβολή τους στη μετάσταση.
Χαρτογράφηση οξύτητας όγκου
Προηγούμενη έρευνα είχε ήδη αποδείξει ότι η οξύτητα στο μικροπεριβάλλον του όγκου είχε ισχυρή επίδραση στην εισβολή του καρκίνου. Ωστόσο, αυτό που δεν ήταν σαφές ήταν το πώς η οξύτητα ποικίλλει σε έναν όγκο και πώς μπορεί να αλλάξει τα γονίδια για να κάνουν τα καρκινικά κύτταρα πιο επεμβατικά.
Πριν από την πρόσφατη μελέτη, η επικρατούσα άποψη ήταν ότι η υψηλή οξύτητα στους όγκους εμφανίστηκε κυρίως σε περιοχές με λιποθυμία οξυγόνου με ανεπαρκή παροχή αίματος.
Για την έρευνά τους, οι ερευνητές του MIT χρησιμοποίησαν έναν «ανιχνευτή pH» για να χαρτογραφήσουν την οξύτητα σε όγκους καρκίνου του μαστού σε ποντίκια.
Όταν ο ανιχνευτής pH ανιχνεύει ένα κύτταρο σε όξινο περιβάλλον, εισάγει ένα μικρό μόριο πρωτεΐνης στη μεμβράνη του κυττάρου. Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές μπορούν να επισημάνουν και να εντοπίσουν κύτταρα σε όξινες περιοχές των όγκων.
Προς έκπληξή του, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι όξινες περιοχές δεν υπήρχαν μόνο σε υποξικές ή λιμοκτονικές τσέπες μέσα σε όγκους. Οι επιφάνειες των όγκων - όπου συνδέονται με το στρώμα ή "δομικός ιστός" που τους περιβάλλει - περιείχαν επίσης όξινες περιοχές.
Αυτή η ανακάλυψη έδειξε ότι η πείνα με οξυγόνο δεν ήταν ο κύριος λόγος για την οξύτητα στους όγκους. Σε πιο προσεκτική έρευνα, οι επιστήμονες βρήκαν μια διαφορετική αιτία οξύτητας μικροπεριβάλλοντος στην επιφάνεια του όγκου.
Μείωση της οξύτητας του όγκου
Φαίνεται ότι ο μεταβολισμός πολλών κυττάρων στην επιφάνεια των όγκων του μαστού είχε αλλάξει σε αερόβια γλυκόλυση. Αυτός ο τύπος μεταβολισμού παράγει γαλακτικό οξύ, το οποίο έκανε το μικροπεριβάλλον του όγκου πιο όξινο.
Σε αυτές τις όξινες επιφάνειες όγκου, τα κύτταρα είχαν αλλάξει τα γονίδια τους για να ενεργοποιήσουν διαδικασίες που ευνοούν την εισβολή και τη μετάσταση.
Τα ενεργοποιημένα γονίδια περιελάμβαναν ένα που εμπλέκεται στην ανάπτυξη εμβρύων και παράγει μια πρωτεΐνη που βοηθά την κυτταρική μετανάστευση μέσω της κυκλοφορίας του αίματος. Ένα άλλο ήταν αυτό που κάνει τα καρκινικά κύτταρα πιο ικανά να διεισδύσουν στον περιβάλλοντα ιστό τους.
Σε μια άλλη ομάδα πειραμάτων, η ομάδα διαπίστωσε ότι η μείωση της οξύτητας του μικροπεριβάλλοντος όγκου επέστρεψε τις γονιδιακές εκφράσεις σχεδόν πίσω στο φυσιολογικό.
Οι ερευνητές μείωσαν την οξύτητα των όγκων στα ποντίκια προσθέτοντας όξινο ανθρακικό νάτριο στο πόσιμο νερό τους. Άλλες μελέτες έχουν επίσης βρει ότι αυτό μειώνει τη μετάσταση σε ποντίκια.
Ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Frank B. Gertler, ο οποίος είναι καθηγητής βιολογίας στο MIT, λέει ότι οι άνθρωποι δεν ανέχονται το όξινο ανθρακικό νάτριο και έτσι δεν θα ήταν η κατάλληλη πιθανή θεραπεία για αυτούς.
"Άλλες μέθοδοι που εστιάζουν περισσότερο στην οξίνιση θα μπορούσαν να έχουν μεγάλη αξία."
Καθηγητής Frank B. Gertler
