Studie spojuje protein vylučovaný krevními cévami s rakovinou rezistentní vůči lékům

Rakovina je jednou z hlavních příčin úmrtí na celém světě. Jedním z hlavních důvodů, proč je rakovina tak smrtelnou nemocí, je schopnost rakovinných buněk stát se odolnými vůči lékům.

Po desetiletích lékařského výzkumu vědci pochopili, že rakovinné nádory často obsahují speciální populaci buněk nazývanou rakovinové kmenové buňky (CSC). Stejně jako normální kmenové buňky se i CSC mohou v nádoru samy obnovovat a diferencovat na různé typy buněk, přičemž hrají důležitou roli nejen v růstu nádoru a metastázování, ale také ve vývoji lékové rezistence.

Bohužel se ukázalo, že vývoj terapií, které se specificky zaměřují na CSC, je poměrně náročný vzhledem k jejich schopnosti přizpůsobit se a znovu se zalidnit. Někteří výzkumníci proto zaměřili svou pozornost na krevní cévy uvnitř nádorové tkáně.

Během posledních několika let vědci zjistili, že určité subpopulace endoteliálních buněk (buňky, které vystýlají krevní cévy) vylučují angiokrinní faktory, které regulují proliferaci a zrání kmenových buněk. Pochopení, které buňky produkují tyto faktory a jaké jsou jejich funkce v mikroprostředí nádoru, by zase mohlo vést k vývoji nových terapií rakoviny.

V tomto kontextu provedl výzkumný tým z Japonska, včetně profesora Hiroyasu Kidoi a Dr. Yumiko Hayashi z Ústavu integrativní vaskulární biologie Fakulty lékařských věd Univerzity Fukui, studii secernovaného proteinu 1 souvisejícího s kadeřavostí (Sfrp1 ), angiokrinního faktoru, abychom objasnili jeho roli v nádorových tkáních.

Jejich výsledky byly publikovány online v žurnálu In Vitro Cellular & Vývojová biologie.

„Přestože krevní cévy jsou obvykle chápány pouze jako cesty pro zásobování kyslíkem a živinami, náš výzkum se zaměřuje na zcela jinou funkci cév, a to na produkci angiokrinních faktorů. Tuto studii jsme provedli s myšlenkou, že angiokrinní faktory mohou být také zapojeny do progrese nádoru, a snažili jsme se zjistit, zda Sfrp1 ovlivňuje udržování CSC a nádorové tkáně obecně,“ vysvětluje profesor Kidoya.

Pro objasnění těchto otázek vytvořili vědci myši s knockoutem genu Sfrp1 (Sfrp1-KO) pomocí úpravy genu CRISPR-Cas9. Poté transplantovali nádory plicního karcinomu myším Sfrp1-KO a divokému typu a pozorovali účinky Sfrp1 (nebo jeho nepřítomnosti) pomocí standardních technik, jako je imunohistochemické barvení, průtoková cytometrie a kvantitativní analýza genetické exprese.

Počáteční experimenty ukázaly, že Sfrp1 je produkován malou podskupinou vaskulárních endoteliálních buněk v nádorové tkáni a že jeho přítomnost je důležitá pro růst nádoru. Růst nádoru byl u myší Sfrp1-KO potlačen a transplantované nádorové buňky nadměrně exprimující Sfrp1 vedly k rychlejšímu růstu nádoru.

Je zajímavé, že vědci zjistili, že nádory postrádající Sfrp1 nebyly schopny podporovat významné populace CSC v pozdním růstu nádoru, přestože tyto nádory měly vyšší počáteční procento CSC. Tento objev je obzvláště důležitý, protože ukazuje na jednu z biologických rolí Sfrp1 v mikroprostředí nádoru a jeho účast v patologii rakoviny.

„Některé CSC v nádorových tkáních jsou ve stavu zastavené buněčné proliferace a jejich přítomnost podporuje růst nádoru a odolnost vůči protirakovinným lékům,“ vysvětluje profesor Kidoya. "Naše výsledky naznačují, že Sfrp1 může regulovat samoreplikaci CSC a přechodný maligní růst a také udržovat klidový stav."

Další výsledky ukázaly, že Sfrp1 neovlivňuje strukturu krevních cév v nádoru, což naznačuje, že pozorované účinky na růst nádoru nesouvisely s vaskulatuře. Místo toho analýza genetické exprese odhalila, že Sfrp1 podporuje udržování CSC modulací dobře konzervované signální dráhy Wnt (evolučně konzervovaná dráha, která reguluje důležité aspekty určování buněčného osudu, buněčné migrace a organogeneze v embryonálním vývoji).

Nové poznatky poskytnuté touto studií mohou celkově připravit cestu pro vývoj nových terapií rakoviny, které se zaměřují na mechanismy, které pomáhají udržovat CSC.

"Cílení na specializované vaskulární endoteliální buňky zapojené do produkce angiokrinních faktorů může pomoci narušit niku CSC, což slouží jako potenciální přístup k inhibici růstu nádoru s minimálními vedlejšími účinky," uzavírá profesor Kidoya.

„Věřím, že by to mohlo vést k vývoji léčebných postupů pro pacienty s neléčitelným nádorovým onemocněním, jejichž nádory jsou rezistentní vůči lékům na rakovinu, a také léků k potlačení recidivy rakoviny a metastáz.”

Další výzkum založený na těchto zjištěních poslouží jako odrazový můstek k účinné léčbě rakoviny rezistentní vůči lékům.