Μελέτη συνδέει πρωτεΐνη που εκκρίνεται από τα αιμοφόρα αγγεία με καρκίνο ανθεκτικό στα φάρμακα

Ο καρκίνος είναι μια 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 κακοήθεις όγκοι συχνά περιέχουν έναν ειδικό πληθυσμό κυττάρων που ονομάζονται καρκινικά βλαστοκύτταρα (CSCs). Όπως τα φυσιολογικά βλαστοκύτταρα, τα CSCs μπορούν να αυτοαναπαραχθούν και να διαφοροποιηθούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων εντός του 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 άμεσα τα καρκινικά βλαστοκύτταρα (CSC) έχει αποδειχθεί δύσκολη δεδομένης της ικανότητάς τους να προσαρμόζονται και να ανασυστέλλονται. Έτσι, ορισμένοι ερευνητές έχουν στρέψει την προσοχή τους στα αιμοφόρα αγγεία εντός του ιστού του όγκου.

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

Σε αυτό το πλαίσιο, μια ερευνητική ομάδα από την Ιαπωνία, συμπεριλαμβανομένων των Καθηγητών Hiroyasu Kidoya και Dr. Yumiko Hayashi από το Τμήμα Ολοκληρωμένης Αγγειακής Βιολογίας, Σχολή Επιστημών Υγείας, Πανεπιστήμιο Fukui, διεξήγαγαν μια μελέτη σχετικά με την εκκρινόμενη πρωτεΐνη 1 που σχετίζεται με το frizzled (Sfrp1), έναν αγγειοϊκρινή παράγοντα, για να διευκρινίσουν τον ρόλο της στους καρκινικούς ιστούς.

Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύθηκαν ηλεκτρονικά στο περιοδικό In Vitro Cellular & Developmental Biology.

«Ενώ τα αιμοφόρα αγγεία συνήθως θεωρούνται μόνο ως οδοί οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών, η μελέτη μας επικεντρώθηκε σε μια εντελώς διαφορετική λειτουργία των αιμοφόρων αγγείων, δηλαδή στην παραγωγή αγγειοκρινών παραγόντων. Διεξήγαμε αυτή τη μελέτη με την ιδέα ότι οι αγγειοκρινείς παράγοντες μπορεί επίσης να εμπλέκονται στην εξέλιξη του όγκου και επιδιώξαμε να διαπιστώσουμε εάν η Sfrp1 επηρεάζει τη διατήρηση των καρκινικών βλαστοκυττάρων και του καρκινικού ιστού γενικότερα», εξηγεί ο καθηγητής Kidoya.

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

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

Είναι ενδιαφέρον ότι οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι όγκοι που δεν είχαν Sfrp1 δεν ήταν σε θέση να υποστηρίξουν σημαντικούς πληθυσμούς καρκινικών βλαστοκυττάρων (CSC) σε μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης του όγκου, παρά το γεγονός ότι αυτοί οι όγκοι είχαν υψηλότερο αρχικό ποσοστό CSC. Αυτό το εύρημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς υποδεικνύει έναν από τους βιολογικούς ρόλους της Sfrp1 στο μικροπεριβάλλον του όγκου και τη συμμετοχή της στην παθολογία του καρκίνου.

«Ορισμένα καρκινικά βλαστοκύτταρα (CSC) σε καρκινικούς ιστούς βρίσκονται σε κατάσταση αναστολής του πολλαπλασιασμού των κυττάρων και η παρουσία τους προάγει την ανάπτυξη του όγκου και την αντοχή στα αντικαρκινικά φάρμακα», εξηγεί ο καθηγητής Kidoya. «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η Sfrp1 μπορεί να ρυθμίζει την αυτοαναπαραγωγή των CSC και την παροδική κακοήθη ανάπτυξη, καθώς και να διατηρεί την αδράνεια».

Περαιτέρω αποτελέσματα έδειξαν ότι η Sfrp1 δεν επηρεάζει τη δομή των αιμοφόρων αγγείων εντός του όγκου, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι παρατηρούμενες επιδράσεις στην ανάπτυξη του όγκου δεν σχετίζονται με το αγγειακό σύστημα. Αντίθετα, η ανάλυση γενετικής έκφρασης αποκάλυψε ότι η Sfrp1 προάγει τη διατήρηση του CSC τροποποιώντας την καλά διατηρημένη οδό σηματοδότησης Wnt (μια εξελικτικά διατηρημένη οδός που ρυθμίζει σημαντικές πτυχές του προσδιορισμού της μοίρας των κυττάρων, της κυτταρικής μετανάστευσης και της οργανογένεσης κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη).

Συνολικά, οι νέες γνώσεις που παρέχονται από αυτή τη μελέτη μπορούν να ανοίξουν το δρόμο για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για τον καρκίνο που στοχεύουν στους μηχανισμούς που βοηθούν στη διατήρηση των καρκινικών βλαστοκυττάρων (CSCs).

«Η στόχευση εξειδικευμένων αγγειακών ενδοθηλιακών κυττάρων που εμπλέκονται στην παραγωγή αγγειοκρινικών παραγόντων μπορεί να βοηθήσει στη διατάραξη της θέσης του καρκινικού βλεννογόνου (CSC), χρησιμεύοντας ως μια 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 καρκίνο που είναι δύσκολο να αντιμετωπιστεί, των οποίων οι όγκοι είναι ανθεκτικοί στα αντικαρκινικά φάρμακα, καθώς και θεραπευτικών αγωγών για την καταστολή της υποτροπής και της μετάστασης του καρκίνου».

Περαιτέρω έρευνα βασισμένη σε αυτά τα ευρήματα θα χρησιμεύσει ως εφαλτήριο για αποτελεσματικές θεραπείες για τον ανθεκτικό στα φάρμακα καρκίνο.