Οι καρκινικοί όγκοι έχουν βρει πολλούς τρόπους και τεχνάσματα για να αποκτούν πλεονεκτήματα μέσα στο σώμα. Με επικεφαλής την καθηγήτρια κυτταρικής βιολογίας Sabine Werner, ερευνητές του ETH Zurich αποκάλυψαν τώρα ένα ακόμη απρόσμενο κόλπο που χρησιμοποιούν ορισμένοι όγκοι για να εξασφαλίσουν την επιβίωση και την ανάπτυξή τους.
Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Cancer, οι επιστήμονες έδειξαν ότι τα κύτταρα καρκίνου του δέρματος μπορούν να μεταφέρουν τα μιτοχόνδριά τους σε υγιή κύτταρα συνδετικού ιστού, δηλαδή τους ινοβλάστες, που βρίσκονται δίπλα τους. Τα μιτοχόνδρια είναι τα οργανίδια που λειτουργούν σαν «εργοστάσια ενέργειας» των κυττάρων και παράγουν το μόριο ATP (αδενοσίνη-τριφωσφορικό οξύ), το οποίο χρησιμοποιείται ως η κύρια πηγή ενέργειας για όλες τις βασικές λειτουργίες των κυττάρων.
Για να το πετύχουν αυτό, τα καρκινικά κύτταρα σχηματίζουν μικροσκοπικούς σωλήνες από υλικό της κυτταρικής μεμβράνης, οι οποίοι τα συνδέουν με τα γειτονικά κύτταρα και λειτουργούν σαν δίαυλοι μεταφοράς.
Επαναπρογραμματισμός των ινοβλαστών
Η μεταφορά μιτοχονδρίων αλλάζει ριζικά τη λειτουργία των ινοβλαστών, οι οποίοι μεταμορφώνονται σε ινοβλάστες που σχετίζονται με τον όγκο και υποστηρίζουν κυρίως τα καρκινικά κύτταρα. Οι ινοβλάστες αυτοί πολλαπλασιάζονται πιο γρήγορα από τους φυσιολογικούς, παράγουν περισσότερη ενέργεια μέσω ATP και ταυτόχρονα εκκρίνουν μεγαλύτερες ποσότητες αυξητικών παραγόντων και κυτοκινών. Όλες αυτές οι αλλαγές ενισχύουν τα καρκινικά κύτταρα, τα οποία επίσης πολλαπλασιάζονται ταχύτερα και καθιστούν τον όγκο πιο επιθετικό.
Παράλληλα, οι ινοβλάστες που έχουν επαναπρογραμματιστεί επηρεάζουν και το μικροπεριβάλλον του ιστού, δηλαδή την εξωκυττάρια θεμέλια ουσία. Αυξάνουν την παραγωγή ορισμένων συστατικών της με τρόπο που ευνοεί την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. Η εξωκυττάρια θεμέλια ουσία είναι ζωτικής σημασίας για τη μηχανική σταθερότητα των ιστών και καθορίζει την ανάπτυξη, την επούλωση πληγών και την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων.
Από τυχαία παρατήρηση σε πιθανή θεραπεία;
Η ανακάλυψη έγινε τυχαία, όπως εξήγησε η Werner. Ο πρώην συνεργάτης της, Michael Cangkrama, παρατήρησε σε ένα τρυβλίο Petri που περιείχε καρκινικά κύτταρα δέρματος και ινοβλάστες μικροσκοπικές σωληνοειδείς συνδέσεις ανάμεσα στα δύο είδη κυττάρων. Στη συνέχεια απέδειξε ότι μέσω αυτών των συνδέσεων τα μιτοχόνδρια περνούσαν από τα καρκινικά κύτταρα στους ινοβλάστες.
Η ανταλλαγή μιτοχονδρίων μεταξύ κυττάρων δεν είναι άγνωστο φαινόμενο. Επιστήμονες είχαν δείξει πριν από μερικά χρόνια ότι μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο, υγιή κύτταρα του νευρικού ιστού μεταφέρουν μιτοχόνδρια σε κατεστραμμένα νευρικά κύτταρα για να τα βοηθήσουν να επιβιώσουν. «Τα καρκινικά κύτταρα εκμεταλλεύονται έναν μηχανισμό που σε περίπτωση τραυματισμού είναι σωτήριος, προκειμένου να αναπτυχθούν σε κακοήθεις όγκους», εξηγεί η Werner. Άλλες έρευνες είχαν δείξει ότι κύτταρα του μικροπεριβάλλοντος μπορούν να μεταφέρουν μιτοχόνδρια σε καρκινικά κύτταρα, ενισχύοντάς τα. Ωστόσο, μέχρι τώρα δεν ήταν γνωστό ότι η διαδικασία μπορεί να γίνεται και αντίστροφα, δηλαδή από καρκινικά κύτταρα του δέρματος προς υγιή κύτταρα συνδετικού ιστού.
Σε συνεργασία με άλλες ομάδες του ETH Zurich, οι ερευνητές βρήκαν στοιχεία ότι ο μηχανισμός αυτός εμφανίζεται και σε άλλους καρκίνους, όπως στον καρκίνο του μαστού και στον καρκίνο του παγκρέατος. Η ανακάλυψη είναι ιδιαίτερα σημαντική στην περίπτωση του παγκρεατικού καρκίνου, καθώς οι όγκοι εκεί περιέχουν πολλούς ινοβλάστες και μεγάλο ποσοστό συνδετικού ιστού.
Ο μοριακός μηχανισμός που επιστρατεύουν τα καρκινικά κύτταρα
Η ομάδα κατάφερε επίσης να διευκρινίσει τον μοριακό μηχανισμό που διευκολύνει τη μεταφορά μιτοχονδρίων. Ήταν ήδη γνωστό ότι ορισμένες πρωτεΐνες συμμετέχουν σε αυτή τη διαδικασία. Οι ερευνητές μελέτησαν ποιες από αυτές εμφανίζονταν σε μεγάλες ποσότητες στα καρκινικά κύτταρα που μεταφέρουν μιτοχόνδρια και κατέληξαν στην πρωτεΐνη MIRO2. «Αυτή η πρωτεΐνη παράγεται σε πολύ υψηλά επίπεδα στα καρκινικά κύτταρα που μεταφέρουν μιτοχόνδρια», σημειώνει η Werner.
Η παρουσία της MIRO2 εντοπίστηκε όχι μόνο σε καλλιέργειες κυττάρων, αλλά και σε δείγματα ανθρώπινου ιστού, ιδιαίτερα σε καρκινικά κύτταρα που βρίσκονται στις άκρες των όγκων, εκεί όπου ο καρκίνος εισχωρεί στον ιστό και έρχεται σε στενή επαφή με τους ινοβλάστες. «Βρήκαμε την MIRO2 ακριβώς εκεί που περιμέναμε», ανέφερε ο Michael Cangkrama, πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Ανοίγει δρόμος για νέες θεραπείες
Τα νέα δεδομένα ανοίγουν τον δρόμο για πιθανές θεραπείες που θα μπορούσαν να ανακόψουν την ανάπτυξη των όγκων. Όταν οι ερευνητές εμπόδισαν την παραγωγή της MIRO2, η μεταφορά μιτοχονδρίων σταμάτησε και οι ινοβλάστες δεν μετατράπηκαν σε κύτταρα που ενισχύουν τον όγκο.
«Ο αποκλεισμός της MIRO2 λειτούργησε σε πειράματα στο εργαστήριο και σε ποντίκια. Αν θα έχει αποτέλεσμα και σε ανθρώπινους ιστούς, μένει να φανεί», λέει η Werner. Για να το διαπιστώσουν, οι επιστήμονες πρέπει πρώτα να βρουν έναν αναστολέα της MIRO2 που να έχει όσο το δυνατόν λιγότερες παρενέργειες. «Αν αυτό επιτευχθεί, ένας τέτοιος αναστολέας θα μπορούσε να αξιοποιηθεί κλινικά στο μέλλον». Ωστόσο, θα χρειαστούν αρκετά χρόνια μέχρι να αναπτυχθεί και να δοκιμαστεί μια τέτοια θεραπεία.
