Lidská rakovinná buňka hepatocelulárního karcinomu s imunofluorescenčně značenými složkami cytoskeletu a buněčných spojů. Zdroj: Ústav molekulární genetiky AV ČR
Výskyt rakoviny jater ve světě rychle roste, přičemž možnosti léčby tohoto typu karcinomu jsou omezené. Vědci z laboratoře integrativní biologie Ústavu molekulární genetiky (ÚMG) AV ČR, který je součástí Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NÚVR), však dávají pacientům s touto nemocí naději. V rámci výzkumu, jehož výsledky zveřejnili v časopise eLife, odhalují možnosti nového přístupu k léčbě některých zhoubných nádorů.
Každá živá buňka je vybavena složitou vnitřní sítí tvořenou molekulami proteinů uspořádaných do podoby vláken. Tato síť se nazývá cytoskelet a zajišťuje buňce tvar, pevnost, pohyb i komunikaci se sousedními buňkami.
ČTĚTE TAKÉ: V Ivančicích otevřeli onkochirurgickou ambulanci. Nabídne odbornou léčbu i poradenství
Nejedná se však pouze o jakousi opěrnou kostru – cytoskelet se neustále přestavuje, rozpadá a znovu skládá podle toho, jaké síly na něj působí zvenčí nebo zevnitř buňky. Tím buňka aktivně reguluje svou tuhost a mění tvar, aby před poškozením uchránila své jádro s genetickou informací uloženou v DNA.
„Velmi zjednodušeně řečeno, výsledné biofyzikální vlastnosti cytoskeletu jsou dány zastoupením jednotlivých typů vláken, z nichž některá lépe odolávají tahu, jiná zase tlaku, a architekturou celé jejich trojrozměrné sítě. Buněčný cytoskelet je navíc prostřednictvím spojů propojen s okolními buňkami a mezibuněčnou hmotou do jednoho funkčního celku,“ uvedl Martin Gregor, vedoucí Laboratoře integrativní biologie ÚMG AV ČR.
„Tvrdnutí“ jater nahrává rakovině
Doplnil, že buňky reagují na změnu mechanických vlastností okolního mezibuněčného prostředí procesem takzvané mechanotransdukce, tedy převodem mechanických podnětů na signály, které řídí přepis řady genů DNA a určují tak další chování buňky.
MOHLI JSTE PŘEHLÉDNOUT: Čtvrtinu Čechů zabije rakovina, přitom jí lze předejít. Na jaká vyšetření byste měli jít?
Pokud dojde k tuhnutí prostředí, buňky přestaví cytoskelet a zvýší produkci mezibuněčné hmoty. Vzniká tak jakýsi začarovaný kruh, v němž dochází k dalšímu tuhnutí buněk i mezibuněčné hmoty, což jsou podmínky, které přejí růstu nádorových buněk a jejich invazi do okolí.
Nádorem, kterému se v prostředí tuhé tkáně bohužel opravdu daří, je hepatocelulární karcinom – nejčastější typ rakoviny jater, jehož výskyt ve světě rychle roste. Hepatocelulárnímu karcinomu často předchází chronické infekční virové hepatitidy, nadměrný příjem alkoholu či nezdravé stravování bohaté na tuky a cukry, při kterých dochází k odumírání jaterních buněk.
Odumřelé buňky jsou následně při hojení nahrazovány kolagenem a jinými složkami mezibuněčné hmoty. V důsledku toho dochází k „tvrdnutí“, tedy k rozvoji fibrózy a cirhózy jater. Na jejich pozadí vzniká až 90 procent případů hepatocelulárního karcinomu.
Malá molekula s velkým potenciálem
Současné možnosti léčby hepatocelulárního karcinomu jsou omezené. Vůči používaným lékům se nádorové buňky stávají po čase odolnými a jen malé části pacientů prospěje imunoterapie.
Právě z toho důvodu se výzkum obrací k hledání nových terapeutických přístupů, zaměřených například právě na ovlivnění mechanických vlastností nádorového mikroprostředí vytvářejícího podmínky pro růst a metastazování nádoru.
V mezinárodním týmu pod vedením Gregora se rozhodli u hepatocelulárního karcinomu zaměřit na propojení jednotlivých složek cytoskeletu a jejich ukotvení na další buněčné struktury zprostředkované vazebnými proteiny, takzvanými cytolinkery. Konkrétně na plektin, který je nejen regulátorem rovnováhy mechanických sil v buňce, ale také růstu a invazivity nádorových buněk.
S využitím plekstatinu-1, malé organokovové molekuly obsahující vazbu mezi atomem uhlíku a kovu (v tomto případě ruthenia), dokázali v myších modelech i v buněčných liniích lidského hepatocelulárního karcinomu vyřadit plektin a omezit tak růst i šíření nádoru.
Zda půjde opravdu o novou možnost léčby rakoviny jater, musejí ovšem ještě potvrdit klinické studie provedené u pacientů s tímto onemocněním.
MOHLI JSTE PŘEHLÉDNOUT: Pálení klíštěte svíčkou je špatně, říká Prymula. Prozradil zarážející důvod
