Nowojorskie badania rzucają nowe światło na to, jak komórki rakowe przeżywają chemioterapię mimo niskiego poziomu glukozy w otaczającym je mikrośrodowisku guza. Odkrycia te mogą pomóc w opracowywaniu bardziej skutecznych terapii przeciwko nowotworom.
Glukoza jest kluczowym źródłem energii dla komórek ciała, w tym dla komórek rakowych. Umożliwia im szybką proliferację i wytwarzanie niezbędnych biomolekuł, takich jak DNA i RNA. Jednak komórki rakowe potrafią przeżyć w mikrośrodowisku guza, które jest często ubogie w glukozę, co jest przeciwieństwem ich naturalnych potrzeb. W jaki sposób te komórki adaptują się do trudnych warunków i potrafią uciec przed śmiercią indukowaną chemioterapią?
Richard Possemato, biolog nowotworowy z New York University Grossman School of Medicine, wraz z zespołem badawczym, odkryli, że w odpowiedzi na leki chemioterapeutyczne, komórki rakowe potrafią zmieniać swój metabolizm. W ten sposób przeżywają nawet w warunkach, które normalnie byłyby dla nich śmiertelne.
Komórki rakowe i ich metabolizm: jak glukoza wpływa na chemioterapię?
Glukoza pełni w komórkach rolę „paliwa”. Nie tylko zasila ich funkcje, ale także dostarcza surowców do produkcji DNA i RNA, kluczowych do ich szybkiej proliferacji. W badaniach przeprowadzonych na komórkach białaczki T w różnych warunkach glukozy, badacze zauważyli, że komórki hodowane w środowisku ubogim w glukozę, mimo mniejszych zasobów pirymidyn (jednego z typów nukleotydów), rosły w takim samym tempie jak te hodowane w obecności wysokich poziomów glukozy.
Zespół badawczy postanowił dokładniej zbadać te zjawiska. Okazało się, że w warunkach ubogich w glukozę, komórki rakowe nie tylko oszczędzają zasoby pirymidyn. Potrafią także przeprogramować swój metabolizm. Kierują przy tym swoje zasoby na produkcję niezbędnych komponentów. Choć na ogół komórki, które nie mają wystarczającej ilości pirymidyn, nie mogą się dzielić, w przypadku komórek rakowych istnieje mechanizm, który pozwala im przeżyć. Komórki te wytwarzają związki, które pozwalają im utrzymać odpowiednie poziomy pirymidyn, mimo ograniczonej dostępności glukozy.
Przeżycie w obliczu chemioterapii
Ciekawym odkryciem badaczy było to, że komórki rakowe przeżywają chemioterapię tylko wtedy, gdy są wystawione na działanie specyficznych leków. Mowa o takich jak raltitreksed, który działa poprzez inhibicję replikacji DNA. Inne leki, które uszkadzają DNA lub celują w inne etapy procesu replikacji kwasów nukleinowych, nie pozwalają komórkom rakowym na przeżycie w warunkach ubogich w glukozę.
W warunkach normalnych, brak pirymidyn w komórkach prowadzi do zatrzymania ich cyklu i śmierci. Zespół badawczy zaobserwował jednak, że w przypadku niedoboru glukozy, komórki rakowe, mimo braku odpowiednich zasobów, były w stanie utrzymać wystarczające poziomy pirymidyn. Dzięki temu mogły kontynuować procesy niezbędne do wzrostu i przeżycia.
Komórki rakowe – wnioski i przyszłość badań
Te odkrycia mają ogromne znaczenie dla przyszłości terapii onkologicznych. Zrozumienie, jak mikrośrodowisko guza wpływa na metabolizm komórek rakowych, może pomóc w opracowywaniu bardziej skutecznych strategii leczenia. Naukowcy wskazują, że w przyszłości terapia chemioterapeutyczna może zostać zmodyfikowana. Powinna być zmieniona w taki sposób, aby zapobiegać przeżyciu komórek rakowych w ubogim w glukozę środowisku. To z kolei zwiększyłoby skuteczność leczenia.
Ponadto, odkrycia te mogą pomóc w przewidywaniu, jak guzy pacjentów będą reagować na różne terapie. Chodzi o szczególnie te działające w połączeniu z strategiami ograniczania glukozy. W przyszłości może to umożliwić lekarzom dobór bardziej precyzyjnych terapii, które nie tylko zwalczają nowotwory, ale również zapobiegają ich rozwojowi w trudnych warunkach metabolicznych.
Podsumowanie
Badania nad adaptacją komórek rakowych do stresujących warunków mikrośrodowiska guza otwierają nowe możliwości w leczeniu nowotworów. Zrozumienie, jak te komórki przeżywają w obecności chemioterapii, mimo niskiego poziomu glukozy, jest krokiem w stronę opracowania bardziej skutecznych i precyzyjnych terapii. Te mogą znacząco poprawić wyniki leczenia pacjentów z nowotworami.
Źródło: https://www.the-scientist.com/how-some-cancer-cells-survive-chemotherapy-72374
