Wyniki przełomowych badań rzucają nowe światło na niezwykłą odporność serca na rozwój nowotworów. Zespół naukowców pod kierunkiem Giulio Ciucciego z International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB) w Trieście wykazał, że nieustanna, rytmiczna praca serca aktywnie przeciwdziała powstawaniu i rozwojowi nowotworów w tkance mięśnia sercowego. Wyniki tych badań mogą otworzyć nowe perspektywy leczenia nowotworów, oparte na mechanicznej stymulacji komórek. Pisze o tym w najnowszym numerze czasopismo "Science".
- Chcesz być na bieżąco? Odwiedź stronę główną RMF24.pl.
Nowotwory serca należą do najrzadszych schorzeń onkologicznych u ludzi i innych ssaków. Wśród przyczyn tego efektu wymienia się m.in. ograniczoną zdolność regeneracyjną mięśnia sercowego, dorosłe kardiomiocyty odnawiają się w tempie zaledwie procenta rocznie. To nie są warunki idealne do rozwoju komórek nowotworowych.
Najnowsze badania sugerują jednak, że kluczową rolę mogą odgrywać także siły mechaniczne, którym serce jest poddawane podczas nieustannego pompowania krwi. Mięsień sercowy pracuje bez wytchnienia, generując ogromne ciśnienie i pokonując znaczny opór naczyń krwionośnych. Ta ciągła aktywność mechaniczna, jak się okazuje, nie tylko ogranicza zdolność komórek serca do dzielenia się, ale również skutecznie hamuje namnażanie się komórek nowotworowych.
Aby dokładnie zbadać mechanizmy leżące u podstaw tej odporności, naukowcy wykorzystali zaawansowany model genetycznie modyfikowanych myszy. Wprowadzili do ich serc silne mutacje onkogenne, które w innych narządach prowadziłyby do szybkiego rozwoju nowotworów. Nawet w takich warunkach mięsień sercowy okazał się jednak odporny. W kolejnym etapie eksperymentu naukowcy dokonali unikalnego przeszczepu serca. Myszy wszczepiono dodatkowe serce, które było zaopatrywane w krew, ale nie podlegało typowemu obciążeniu mechanicznemu, jakie towarzyszy pracy serca w klatce piersiowej. Następnie do mięśnia sercowego wprowadzono komórki nowotworowe pochodzenia ludzkiego.
Naukowcy porównywali potem stan obu serc, zarówno "odciążonego", przeszczepionego, jak i aktywnie pracującego w organizmie myszy. I tu pojawiły się różnice. W sercach poddanych normalnemu obciążeniu mechanicznemu wzrost komórek nowotworowych był znacząco zahamowany. Natomiast w sercach pozbawionych tego obciążenia, komórki nowotworowe namnażały się znacznie szybciej, prowadząc do powstawania guzów.
Kluczowym odkryciem było zidentyfikowanie białka Nespryna-2 jako głównego przekaźnika sygnałów mechanicznych z powierzchni komórki do jej jądra. Nespryna-2, będąca elementem kompleksu LINC, odgrywa istotną rolę w odczytywaniu i przekazywaniu informacji o mechanicznych warunkach otoczenia komórki. Pod wpływem sił mechanicznych, Nespryna-2 prowadzi do wyciszenia genów odpowiedzialnych za proliferację komórek nowotworowych. Co więcej, gdy naukowcy sztucznie wyciszyli ekspresję Nespryny-2 w komórkach nowotworowych, komórki te odzyskały zdolność do wzrostu nawet w środowisku aktywnie pracującego serca.
Odkrycie to otwiera nowe możliwości w projektowaniu terapii przeciwnowotworowych, które mogłyby wykorzystywać mechaniczne stymulowanie tkanek. Zrozumienie, w jaki sposób siły fizyczne wpływają na regulację genów w komórkach nowotworowych, może pozwolić na opracowanie innowacyjnych metod leczenia, szczególnie w przypadkach nowotworów opornych na tradycyjne terapie. Naukowcy podkreślają jednak, że konieczne są dalsze badania, które pozwolą na opracowanie metod mechanicznej stymulacji oraz potwierdzenie skuteczności i bezpieczeństwa takich metod w różnych modelach i laboratoriach. Ważnym aspektem jest także zaangażowanie pacjentów, by uniknąć nieuzasadnionych oczekiwań i zapewnić etyczne prowadzenie badań.
