Zidentyfikowano prerakowe komórki macierzyste
Katarzyna Kopka | 2007-03-25
Komórki macierzyste nie tylko są wielką nadzieją medycyny. Są również, jak dowiedziono, źródłem nowotworów. Jednak powstawanie macierzystych komórek raka było do dziś tajemnicą - gdyż właśnie zidentyfikowano tzw. prerakowe komórki macierzyste (pCSCs). Wyniki ich doświadczeń otwierają nowe możliwości w leczeniu oraz zapobieganiu nowotworom.
Komórki macierzyste są wielką nadzieją na wyleczenie wielu chorób i dlatego budzą olbrzymie zainteresowanie naukowców. Ale nie jest to jedyny powód, dla którego stanowią obiekt tak licznych badań naukowych. Jak bowiem wiadomo komórki macierzyste są również źródłem nowotworów. Naukowcy sądzą, że w każdym nowotworze znajduje się pewna ilość komórek, która utrzymuje złośliwość tkanki. Niewątpliwie teoria ta tłumaczyłaby liczne nawroty nowotworów nawet po odpowiednim leczeniu. Skłania również do zmiany strategii leczenia nowotworów, które należałoby ukierunkować na unieszkodliwienie komórek macierzystych raka.
Dopóki jednak naukowcy nie byli w posiadaniu odpowiedniej metody komórki te były trudne do wykrycia w tkance nowotworowej oraz izolacji, głównie ze względu na swoją zmienność i niestałość. Ponadto charakteryzują się opornością na leczenie. Obecnie identyfikuje się je za pomocą markerów – charakterystycznych białek na powierzchni komórki.
Macierzyste komórki raka po raz pierwszy wykryto w białaczce w 1997 roku. Potwierdzono ich obecność również w nowotworach prostaty, piersi, mózgu oraz jelita. Lecz proces ich powstawania nadal pozostawał zagadką.
Jednak najnowsze odkrycie grupy naukowców z Instytutu Patologii Ohio State University Medical Center, prowadzonej przez Dr. Jian-Xin Gao, dostarczyło właśnie nieocenionej wiedzy na ten temat. Wyniki badań zostały opublikowane w marcu 2007 w 21. edycji PLoS ONE - publikacji on line "The Public Library of Science".
Grupa naukowców zidentyfikowała nowy zespół komórek, które nazwali prerakowymi komórkami macierzystymi (pCSCs). pCSCs są niezwykle skomplikowaną grupą. Posiadają niektóre cechy typowych komórek rakowych, ale ich reakcja na sygnały komórkowe decydujące o ich dalszym losie jest odmienna. Mają właściwości normalnych i anormalnych komórek macierzystych. Nie zawsze również prowadzą do wykształcenia się komórek nowotworowych, jedynie w bardzo specyficznych warunkach. Ze względu na tak złożoną specyfikę , pCSCs wydają się być całkiem nową klasą komórek biorących udział w procesach powstawania raka.
Jaka była droga niniejszego odkrycia? Otóż Gao i współpracownicy badali rozwój nowotworu u myszy. Niektóre z badanych zwierząt miały nowotwór limfocytów, a zaatakowane rakiem linie komórkowe miały specyficzny fenotyp oraz marker białkowy na swojej powierzchni. Nie były to jednak markery jakie posiadają typowe komórki rakowe. Miały natomiast strukturę rdzenio-podobną. Naukowcy zaczęli podejrzewać, że to właśnie one są prerakowymi komórkami macierzystymi. Aby upewnić się co do swoich podejrzeń zaprojektowali liczne testy i eksperymenty.
Trzy wybrane linie pCSC zaaplikowali trzem grupom myszy: jedna z nich składała się ze zwierząt z wadliwie działającym układem immunologicznym, u myszy drugiej grupy układ immunologiczny został wyłączony przez działanie promieniowania, trzecia natomiast grupa posiadała w pełni sprawny układ odpornościowy. Wyniki doświadczenia dowiodły istnienia związku pomiędzy kondycją układu immunologicznego a zapadalnością na nowotwory. Zdrowy układ odpornościowy umożliwiał wytworzenie z pCSCs różnych typów normalnych, zdrowych komórek.
Powstałe z nich komórki- córki mogły jednak zamierać w odpowiedzi na sygnał do różnicowania się, co jest zachowaniem wybitnie przeciwstawnym do reakcji typowych komórek macierzystych. I właśnie to niezwykle interesujące zachowanie pCSCs może zostać wykorzystane do ich destrukcji, a więc uniemożliwienia nabycia zjadliwości. Gao i inni nazwali ten proces śmiercią komórki indukowaną różnicowaniem.
Niniejszy mechanizm obronny może uruchomić sam organizm, hamując tym samym przekształcenie dojrzewających pCSC do typowych komórek nowotworowych.
Odmiennie przedstawiała się sytuacja u zwierząt z nieprawidłowo funkcjonującym układem immunologicznym. U nich pCSCs nie tylko przekształciły się w dojrzałe komórki rakowe, ale również wywołały mutacje w innych, zdrowych typach komórek.
Wyniki przeprowadzonego badania nasuwają naukowcom kilka wniosków. Po pierwsze; pCSCs wymagają pewnych warunków w najbliższym otoczeniu, jak również sygnałów komórkowych by przekształcić się w komórki nowotworowe. Po drugie istnieje możliwość ich wykrycia przez komórki układu odpornościowego oraz destrukcji w fazie ich przekształcania w nowotwór. Niewątpliwie jest to wielkie odkrycie, które w przyszłości może być podstawą do nowego kierunku leczenia nowotworów i zapobiegania im. Badania nad pCSCs są jednak dopiero w początkowej fazie i wymagają dokładniejszego ich zbadania.
Źródło:
- Eurekalert!: "New cell type identified in cancer development", 13-Mar-2007