Η μελέτη συνδέει την πρωτεΐνη που εκκρίνεται από τα αιμοφόρα αγγεία με τον ανθεκτικό στα φάρμακα καρκίνο

Ο καρκίνος είναι μία από τις κύριες αιτίες θανάτου παγκοσμίως. Ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους ο καρκίνος είναι μια τόσο θανατηφόρα ασθένεια είναι η ικανότητα των καρκινικών κυττάρων να γίνονται ανθεκτικά στα φάρμακα.

Μετά από δεκαετίες ιατρικής έρευνας, οι επιστήμονες έχουν καταλάβει ότι οι καρκινικοί όγκοι συχνά περιέχουν έναν ειδικό πληθυσμό κυττάρων που ονομάζονται καρκινικά βλαστοκύτταρα (CSC). Όπως τα φυσιολογικά βλαστοκύτταρα, τα CSCs μπορούν να αυτοανανεωθούν και να διαφοροποιηθούν σε διάφορους τύπους κυττάρων εντός ενός όγκου, παίζοντας σημαντικό ρόλο όχι μόνο στην ανάπτυξη και τη μετάσταση του όγκου, αλλά και στην ανάπτυξη αντοχής στα φάρμακα.

Δυστυχώς, η ανάπτυξη θεραπειών που στοχεύουν ειδικά τα CSC έχει αποδειχθεί αρκετά δύσκολη, δεδομένης της ικανότητάς τους να προσαρμόζονται και να επανεποικίζονται. Ως εκ τούτου, ορισμένοι ερευνητές έστρεψαν την προσοχή τους στα αιμοφόρα αγγεία μέσα στον ιστό όγκου.

Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ορισμένοι υποπληθυσμοί ενδοθηλιακών κυττάρων (τα κύτταρα που επενδύουν τα αιμοφόρα αγγεία) εκκρίνουν αγγειοκρινείς παράγοντες που ρυθμίζουν τον πολλαπλασιασμό και την ωρίμανση των βλαστοκυττάρων. Η κατανόηση ποια κύτταρα παράγουν αυτούς τους παράγοντες και ποιες είναι οι λειτουργίες τους στο μικροπεριβάλλον του όγκου θα μπορούσε, με τη σειρά του, να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων θεραπειών για τον καρκίνο.

Σε αυτό το πλαίσιο, μια ερευνητική ομάδα από την Ιαπωνία, συμπεριλαμβανομένου του καθηγητή Hiroyasu Kidoi και του Dr. Yumiko Hayashi από το Τμήμα Ολοκληρωμένης Αγγειακής Βιολογίας, Σχολή Ιατρικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Fukui, διεξήγαγε μια μελέτη για την εκκρινόμενη πρωτεΐνη 1 που σχετίζεται με το φριζάρισμα (Sfrp1 ), ένας αγγειοκρινής παράγοντας, για να αποσαφηνιστεί ο ρόλος του στους ιστούς του όγκου.

Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύτηκαν στο διαδίκτυο στο περιοδικό In Vitro Cellular & Αναπτυξιακή Βιολογία.

"Αν και τα αιμοφόρα αγγεία συνήθως αντιμετωπίζονται μόνο ως οδοί για την παροχή οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών, η έρευνά μας επικεντρώνεται σε μια εντελώς διαφορετική λειτουργία των αιμοφόρων αγγείων, δηλαδή στην παραγωγή αγγειοκρινών παραγόντων. Διεξάγαμε αυτή τη μελέτη με την ιδέα ότι οι αγγειοκρινικοί παράγοντες μπορεί επίσης να εμπλέκονται στην εξέλιξη του όγκου και προσπαθήσαμε να μάθουμε εάν το Sfrp1 επηρεάζει τη διατήρηση των CSC και του ιστού του όγκου γενικά», εξηγεί ο καθηγητής Kidoya.

Για να διευκρινίσουν αυτά τα ερωτήματα, οι ερευνητές δημιούργησαν ποντίκια Sfrp1 gene knockout (Sfrp1-KO) χρησιμοποιώντας επεξεργασία γονιδίων CRISPR-Cas9. Στη συνέχεια μεταμόσχευσαν όγκους καρκινώματος πνεύμονα σε Sfrp1-KO και ποντίκια άγριου τύπου και παρατήρησαν τα αποτελέσματα του Sfrp1 (ή την έλλειψή του) χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές όπως η ανοσοϊστοχημική χρώση, η κυτταρομετρία ροής και η ποσοτική ανάλυση γενετικής έκφρασης.

Τα αρχικά πειράματα έδειξαν ότι το Sfrp1 παράγεται από ένα μικρό υποσύνολο αγγειακών ενδοθηλιακών κυττάρων στον ιστό όγκου και ότι η παρουσία του είναι σημαντική για την ανάπτυξη του όγκου. Η ανάπτυξη του όγκου κατεστάλη σε ποντικούς Sfrp1-KO και τα μεταμοσχευμένα καρκινικά κύτταρα που υπερέκφραζαν το Sfrp1 είχαν ως αποτέλεσμα ταχύτερη ανάπτυξη όγκου.

Είναι ενδιαφέρον ότι οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι όγκοι που στερούνταν Sfrp1 δεν ήταν σε θέση να υποστηρίξουν σημαντικούς πληθυσμούς CSCs αργά στην ανάπτυξη του όγκου, παρά το γεγονός ότι αυτοί οι όγκοι είχαν υψηλότερο αρχικό ποσοστό CSCs. Αυτή η ανακάλυψη είναι ιδιαίτερα σημαντική καθώς υποδεικνύει έναν από τους βιολογικούς ρόλους του Sfrp1 στο μικροπεριβάλλον του όγκου και τη συμμετοχή του στην παθολογία του καρκίνου.

"Ορισμένα CSC σε ιστούς όγκου βρίσκονται σε κατάσταση διακοπής του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και η παρουσία τους προάγει την ανάπτυξη του όγκου και την αντίσταση στα αντικαρκινικά φάρμακα", εξηγεί ο καθηγητής Kidoya. "Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι το Sfrp1 μπορεί να ρυθμίζει την αυτοαντιγραφή του CSC και την παροδική κακοήθη ανάπτυξη, καθώς και να διατηρεί μια κατάσταση ηρεμίας."

Περαιτέρω αποτελέσματα έδειξαν ότι το Sfrp1 δεν επηρέασε τη δομή των αιμοφόρων αγγείων εντός του όγκου, υποδηλώνοντας ότι οι παρατηρούμενες επιδράσεις στην ανάπτυξη του όγκου δεν σχετίζονταν με το αγγειακό σύστημα. Αντίθετα, η ανάλυση γενετικής έκφρασης αποκάλυψε ότι το Sfrp1 προάγει τη διατήρηση του CSC διαμορφώνοντας το καλά συντηρημένο μονοπάτι σηματοδότησης Wnt (μια εξελικτικά συντηρημένη οδός που ρυθμίζει σημαντικές πτυχές του προσδιορισμού της μοίρας των κυττάρων, της κυτταρικής μετανάστευσης και της οργανογένεσης στην εμβρυϊκή ανάπτυξη).

Συνολικά, η νέα γνώση που παρέχεται από αυτήν τη μελέτη μπορεί να ανοίξει το δρόμο για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για τον καρκίνο που στοχεύουν μηχανισμούς που βοηθούν στη διατήρηση των CSC.

"Η στόχευση εξειδικευμένων αγγειακών ενδοθηλιακών κυττάρων που εμπλέκονται στην παραγωγή αγγειοκρινών παραγόντων μπορεί να βοηθήσει να διαταραχθεί η θέση του CSC, χρησιμεύοντας ως πιθανή προσέγγιση για την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου με ελάχιστες παρενέργειες", καταλήγει ο καθηγητής Kidoya.

"Πιστεύω ότι αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη θεραπειών για ασθενείς με ανίατο καρκίνο των οποίων οι όγκοι είναι ανθεκτικοί στα αντικαρκινικά φάρμακα, καθώς και θεραπευτικές αγωγές για την καταστολή της υποτροπής και της μετάστασης του καρκίνου."

Περαιτέρω έρευνα που βασίζεται σε αυτά τα ευρήματα θα χρησιμεύσει ως σκαλοπάτι για αποτελεσματικές θεραπείες για τον ανθεκτικό στα φάρμακα καρκίνο.