Revolucionarno: Naučnici onesposobili glavno oružje svih vrsta raka !

Univerzalna terapija protiv raka svojevrsni je sveti gral savremene medicine, između ostalog i zato što ljudska populacija stari kako se povećava očekivano trajanje života. Međutim, nažalost, rak nije jedna bolest, već čitav niz – svaki tip raka sastoji se od brojnih različitih podvrsta, tj. od tumorskih ćelija koje su različite i različito reaguju na lijekove.

Ipak, naučnici su nedavno načinili važan korak u borbi protiv jedne od najopasnijih univerzalnih osobina raka – njegove sposobnosti da se prilagodi i izbjegne djelovanje lijekova.

Novo istraživanje, objavljeno u uglednom časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), otkrilo je način kako se može oslabiti mehanizam otpornosti ćelija raka, čime se otvara put ka efikasnijim terapijama koje bi mogle spasiti milione života.

Sposobnost raka da se prilagođava

Dok savremena medicina razvija sve preciznije terapije – od hemoterapije, preko imunoterapije, do ciljanih genskih terapija – tumorske ćelije neprestano pokazuju zadivljujuću sposobnost prilagođavanja.

Upravo ta sposobnost prilagođavanja glavni je razlog zašto se mnogi tumori vraćaju i postaju agresivniji, čak i kada u početku dobro reaguju na lijekove. Ova osobina nije tek sporedna karakteristika – ona je srž smrtonosnosti raka.

„Transkripcijska plastičnost“

Studiju su sproveli naučnici sa Univerziteta Kalifornija u San Francisku, a otkrili su da ključnu ulogu u toj prilagodljivosti ima proces koji su nazvali „transkripcijska plastičnost“.

Radi se o načinu na koji ćelije raka brzo mijenjaju obrasce aktivnosti svojih gena kako bi se odbranile od djelovanja lijekova. U normalnim uslovima, ćelije imaju relativno stabilan obrazac genske ekspresije, ali kod raka taj sistem postaje izuzetno fleksibilan i omogućava preživljavanje uprkos farmakološkim udarima.

Profesor Čarls Danko sa Univerziteta Kornel, jedan od vodećih autora rada, izjavio je da novo istraživanje pokazuje kako je transkripcijska plastičnost jedan od ključnih mehanizama otpornosti na lijekove.

“Ako tu sposobnost uspijemo ograničiti, otvaramo mogućnost da postojeće terapije postanu mnogo efikasnije”, dodao je.

Kako djeluje terapija?

Rak ima mnogo jedinstvenih osobina, ali njegova ključna karakteristika je izuzetna sposobnost preživljavanja. Pod udarom imunološkog sistema ili agresivnih terapija, tumori se mogu smanjiti ili usporiti, ali rijetko u potpunosti nestaju. Genetske mutacije tumorskih ćelija doprinose toj otpornosti, ali one se dešavaju presporo da bi objasnile toliku brzinu prilagođavanja.

Backman i njegov tim otkrili su centralni mehanizam iza tog fenomena. Ustanovili su da strukturna organizacija hromatina – složene mreže DNK, RNK i proteina – upravlja sposobnošću raka da se prilagodi i preživi čak i pod dejstvom moćnih lijekova.

Hromatin omogućava da se DNK duga dva metra spakuje u jedro prečnika svega stotinke milimetra, a takođe djeluje i kao okvir koji određuje koji geni će biti aktivni, a koji potisnuti.

Kombinujući napredne metode snimanja, kompjuterske simulacije, sistemsko modeliranje i eksperimente na živim životinjama, naučnici su pokazali da trodimenzionalni raspored hromatina ne samo da kontroliše ekspresiju gena i odgovore ćelija na stres, već u svojoj geometriji pakovanja čuva i neku vrstu memorije transkripcijske aktivnosti.

Taj 3D raspored funkcioniše slično samoučećem algoritmu – neprestano se reorganizuje u hiljade sitnih domena pakovanja hromatina. Svaka domena čuva dio transkripcijske memorije koji usmjerava ponašanje ćelije.

Model zasnovan na fizici

Vremenom se te domene oblikuju i preoblikuju kroz ćelijska iskustva – učvršćuju se, pohranjuju i prepisuju. Kada taj sistem zakaže, može doprinijeti nastanku raka, Alchajmerove bolesti, pa čak i procesu starenja.

Kod raka, poremećeno pakovanje hromatina daje ćelijama veću plastičnost, što znači da se lakše prilagođavaju i s vremenom nauče da odolijevaju terapijama poput hemoterapije.

U svom najnovijem istraživanju, Backman i saradnici izradili su fizički model da bi ispitali kako organizacija hromatina utiče na vjerovatnoću preživljavanja ćelija raka tokom hemoterapije.

Kada su model primijenili na različite tipove ćelija raka i više grupa lijekova, uspjeli su da predvide ishod preživljavanja čak i prije početka liječenja.

Djeluje i već odobreni lijek

Prepoznavši da struktura hromatina igra ključnu ulogu u otpornosti ćelija raka, autori studije odlučili su da ispitaju šta bi se desilo kada bi namjerno izmijenili tu strukturu. Umjesto da razvijaju potpuno nove lijekove, analizirali su stotine postojećih supstanci da bi identifikovali one koje mogu preoblikovati okruženje oko jedra i time uticati na pakovanje hromatina.

Tako su identifikovali celekoksib, protivupalni lijek koji je već odobren od strane Američke agencije za hranu i lijekove (FDA) i koji se koristi u liječenju artritisa i kardiovaskularnih problema. Ispostavilo se da on takođe utiče na strukturu hromatina, što ga je učinilo potencijalno korisnim za novu vrstu terapije raka.

Oduzimanje supermoći raku

U novoj studiji tim je pokazao da ometanje transkripcijske plastičnosti stvara slabost u tumorskim ćelijama koju je moguće iskoristiti. Kada su primijenjeni eksperimentalni spojevi koji smanjuju plastičnost, ćelije raka više nisu mogle tako brzo da mijenjaju svoj genski „program“. Rezultat je bila značajno smanjena otpornost na postojeće lijekove, uključujući one koji su već u upotrebi.

Moguća primjena na brojne vrste raka

“Na neki način, oduzeli smo raku njegovu supermoć”, slikovito je rekao dr Hani Goodarzi, molekularni biolog i jedan od autora.
“Ta supermoć nije bila u jednom genu, već u sposobnosti da genetski orkestar svira različite melodije kad se suoči s prijetnjom. Kada smo to ograničili, tumor je ostao ranjiv.”
Ono što ovo istraživanje čini posebno zanimljivim jeste činjenica da ne cilja samo jedan oblik raka. Transkripcijska plastičnost je univerzalan mehanizam prisutan kod različitih tumora – od raka dojke i pluća, do melanoma i leukemije. To znači da bi nova strategija mogla imati široku primjenu.

Dug put do terapije

Naravno, put od laboratorijskih eksperimenata do terapije dostupne pacijentima je dug. Trenutni rezultati zasnovani su na ćelijama u kulturi i životinjskim modelima. Ipak, naučnici vjeruju da su postavili temelje za razvoj lijekova koji bi mogli pratiti postojeće hemoterapije i genske terapije, i produžiti njihovu efikasnost.

Jedna od važnih implikacija jeste i mogućnost smanjenja nuspojava liječenja raka. Budući da se nova terapija ne bi oslanjala na povećanje doze lijekova, već na „otključavanje“ njihove pune moći, pacijenti bi mogli dobijati bolje rezultate uz manju toksičnost.

izvor : banjaluka.net