Τα καρκινικά κύτταρα, που επί μακρόν θεωρούνταν ανταγωνιστικά μεταξύ τους, στην πραγματικότητα συνεργάζονται για να αντλήσουν θρεπτικά συστατικά όταν δεν τα βρίσκουν εύκολα στο περιβάλλον τους, σύμφωνα με νέα μελέτη.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης εντόπισαν ένα συγκεκριμένο ένζυμο που προάγει αυτή τη συνεργασία, επιτρέποντας στα καρκινικά κύτταρα να μοιράζονται τους πόρους, όταν τα θρεπτικά συστατικά είναι σε έλλειψη. Όταν το ένζυμο αυτό μπλοκαρίστηκε, τα καρκινικά κύτταρα δεν μπορούσαν να τραφούν και πέθαιναν εντελώς.
Συνεργασία υπό δύσκολες συνθήκες
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Nature, αναδεικνύει μια ενδιαφέρουσα πτυχή της βιολογίας του καρκίνου: ενώ τα καρκινικά κύτταρα έχουν ιστορικά θεωρηθεί ως ανταγωνιστές για θρεπτικά συστατικά και πόρους, μπορούν επίσης να επιδείξουν συνεργατική συμπεριφορά, ιδίως σε απαιτητικά περιβάλλοντα. Οι ερευνητές εξέτασαν αυτή τη δυαδικότητα σε ποντίκια και απεικόνισαν τη συνεργασία μεταξύ των οργανισμών υπό ακραίες συνθήκες.
Για παράδειγμα, σημείωσαν οι ερευνητές, μικροοργανισμοί όπως οι ζυμομύκητες συνεργάζονται για να βρουν θρεπτικά συστατικά, αλλά μόνο όταν αντιμετωπίζουν πείνα. Ομοίως, τα καρκινικά κύτταρα, τα οποία χρειάζονται θρεπτικά συστατικά για να ευδοκιμήσουν και να πολλαπλασιαστούν σε απειλητικούς για τη ζωή όγκους, συχνά βρίσκονται σε περιβάλλοντα όπου τα θρεπτικά συστατικά σπανίζουν. «Αν και ο ανταγωνισμός είναι σίγουρα κρίσιμος για την εξέλιξη των όγκων και την εξέλιξη του καρκίνου, οι συνεργατικές αλληλεπιδράσεις εντός των όγκων είναι επίσης σημαντικές, αν και ελάχιστα κατανοητές», σημείωσαν οι ερευνητές.
Επεσήμαναν ότι η έλλειψη θρεπτικών συστατικών είναι ένα καθοριστικό χαρακτηριστικό του μικροπεριβάλλοντος του όγκου και υπέθεσαν ότι η φυσική επιλογή μπορεί να είναι ένας μηχανισμός, που ενθαρρύνει την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων, που μπορούν να συνεργαστούν για την εξεύρεση θρεπτικών συστατικών.
Η επιβίωση πάνω από όλα
Για να διαπιστώσουν αν τα καρκινικά κύτταρα συνεργάζονται, οι ερευνητές παρακολούθησαν την ανάπτυξη κυττάρων από διαφορετικούς τύπους όγκων.
Παρατήρησαν ότι ενώ τα καρκινικά κύτταρα συνήθως προσλαμβάνουν αμινοξέα – τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών – με ανταγωνιστικό τρόπο, αν στερηθούν τη γλουταμίνη, το πιο άφθονο αμινοξύ στον οργανισμό, θα συνεργαστούν για να αποκτήσουν τους απαραίτητους πόρους.
«Παραδόξως, παρατηρήσαμε ότι ο περιορισμός των αμινοξέων ωφέλησε τους μεγαλύτερους κυτταρικούς πληθυσμούς, αλλά όχι τους αραιούς, γεγονός που υποδηλώνει ότι πρόκειται για μια συνεργατική διαδικασία, που εξαρτάται από την πυκνότητα του πληθυσμού», δήλωσε ο Κάρλος Καρμόνα-Φοντέιν, αναπληρωτής καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης και κύριος συγγραφέας. «Έγινε σαφές ότι υπήρχε πραγματική συνεργασία μεταξύ των καρκινικών κυττάρων.»
Διεξάγοντας πρόσθετα πειράματα με καρκινικά κύτταρα του δέρματος, του μαστού και του πνεύμονα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μια βασική πηγή θρεπτικών συστατικών για τα καρκινικά κύτταρα προέρχεται από τα ολιγοπεπτίδια, τα οποία είναι κομμάτια μικρών αμινοξέων που δρουν ως αγγελιοφόροι μεταξύ των κυττάρων.
Κρίσιμο ένζυμο που θα μπορούσε να στοχευθεί για να σκοτώσει τον καρκίνο
Αντί να προσλαμβάνουν απλώς πεπτίδια, τα οποία είναι μικρές πρωτεΐνες, τα καρκινικά κύτταρα αρχίζουν να συνεργάζονται, σύμφωνα με τον Καρμόνα-Φοντέιν. Απελευθερώνουν ένα ειδικό ένζυμο που ονομάζεται CNDP2, το οποίο διασπά αυτά τα πεπτίδια σε ακόμη μικρότερα κομμάτια, ελεύθερα αμινοξέα, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν εύκολα για ενέργεια, τροφοδοτώντας την ταχεία ανάπτυξή τους.
«Επειδή αυτή η διαδικασία συμβαίνει έξω από τα κύτταρα, το αποτέλεσμα είναι μια κοινή δεξαμενή αμινοξέων, που γίνεται κοινό αγαθό [για τον καρκίνο]», σημείωσε.
Όταν η βεστατίνη, ένα φάρμακο που αναστέλλει τη λειτουργία του CNDP2, εφαρμόστηκε στα καρκινικά κύτταρα, αυτά δεν μπορούσαν να τραφούν από τα μικρά αμινοξέα και πέθαναν εντελώς.
Η βεστατίνη, επίσης γνωστή ως ubenimex, δεν έχει εγκριθεί για καμία θεραπεία στην Ευρώπη ή στις Ηνωμένες Πολιτείες, δήλωσε στην Epoch Times η Μαριάνα Μάτζο, πιστοποιημένη γεροντολογική νοσηλεύτρια με μεταπτυχιακό και διδακτορικό στη γεροντολογία και πιστοποιήσεις ως προχωρημένη νοσηλεύτρια παρηγορητικής φροντίδας, γεροντολογίας και ογκολογίας. Είναι όμως εγκεκριμένο και χρησιμοποιείται στην Ιαπωνία για περισσότερα από 35 χρόνια ως επικουρική θεραπεία μετά από χημειοθεραπεία.
Στις επικουρικές θεραπείες χρησιμοποιούνται επιπλέον φάρμακα, για να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα της αρχικής θεραπείας, σημείωσε η ίδια. «Στην Ιαπωνία χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της ύφεσης και της επιβίωσης στην οξεία μη λεμφοκυτταρική λευχαιμία σε ενήλικες ασθενείς», σημείωσε η Μάτζο.
Η βεστατίνη μπλόκαρε σταθερά την πρόσληψη ολιγοπεπτιδίων σε όλες τις καρκινικές κυτταρικές σειρές που δοκιμάστηκαν in vitro, οι οποίες περιλάμβαναν μια ευρεία ποικιλία κυττάρων όγκων του δέρματος, του πνεύμονα, του μαστού, του παχέος εντέρου και του παγκρέατος.
Μπλοκάροντας το γονίδιο, λιμοκτονούν τα καρκινικά κύτταρα
Έχοντας εντοπίσει το CNDP2 ως παράγοντα πίσω από τη συνεργατική διαδικασία σίτισης στα καρκινικά κύτταρα, οι επιστήμονες συνέχισαν να δοκιμάζουν τι συμβαίνει όταν λείπει το ένζυμο, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR για να εξουδετερώσουν το γονίδιο CNDP2 στα καρκινικά κύτταρα.
Διαπίστωσαν ότι η ανάπτυξη των όγκων μειώθηκε, μια διαφορά ακόμη πιο έντονη όταν η διαγραφή του CNDP2 συνδυάστηκε με τον περιορισμό της πρόσβασης του όγκου σε αμινοξέα με τη χρήση δίαιτας χαμηλής περιεκτικότητας σε ολιγοπεπτίδια. Οι διαιτητικές πηγές ολιγοπεπτιδίων περιλαμβάνουν τρόφιμα όπως το γάλα, τα αυγά, το κρέας, η σόγια, τα φασόλια, τα δημητριακά, και σπόρους όπως η κάνναβη και ο λιναρόσπορος.
Οι ερευνητές κατάφεραν επίσης να μειώσουν την ανάπτυξη όγκων στους οποίους δεν είχε διαγραφεί το CNDP2 συνδυάζοντας αυτές τις δίαιτες με βεστατίνη, ένας συνδυασμός που θα μπορούσε να βοηθήσει τους ασθενείς υπό κλινική φροντίδα, σύμφωνα με τους συγγραφείς.
«Επειδή αφαιρέσαμε την ικανότητά τους να εκκρίνουν το ένζυμο και να χρησιμοποιούν τα ολιγοπεπτίδια στο περιβάλλον τους, τα κύτταρα χωρίς CNDP2 δεν μπορούν πλέον να συνεργαστούν, γεγονός που αποτρέπει την ανάπτυξη του όγκου», δήλωσε ο Καρμόνα-Φοντέιν. «Ελπίζουμε ότι η σαφέστερη κατανόηση αυτού του μηχανισμού θα μας βοηθήσει να κάνουμε τα φάρμακα πιο στοχευμένα και πιο αποτελεσματικά.»
Επιπτώσεις και μελλοντική έρευνα
Οι ερευνητές στοχεύουν να μεταφράσουν αυτά τα ευρήματα σε θεραπείες για τον καρκίνο που διαταράσσουν την κυτταρική συνεργασία. Ενώ αυτή η πρώιμη μελέτη σε ποντίκια παρέχει απόδειξη της κεντρικής ιδέας, η αποτελεσματικότητα της θεραπείας στον άνθρωπο χρειάζεται να ερευνηθεί περαιτέρω.
Οι υπάρχουσες θεραπείες για τον καρκίνο λειτουργούν με τη φυσική αφαίρεση του καρκίνου με χειρουργική επέμβαση, τη θανάτωση των κυττάρων με ακτινοβολία ή χημειοθεραπεία, την ενίσχυση της άμυνας του οργανισμού με ανοσοθεραπεία ή την αλλαγή του τρόπου ανάπτυξης των κυττάρων με στοχευμένη θεραπεία. Ωστόσο, τα νέα ευρήματα ακούγονται ελπιδοφόρα και προσφέρουν μια διαφορετική προσέγγιση στη θεραπεία του καρκίνου, επισημαίνει η Μάτζο:
«Αυτό το μοντέλο θεραπείας στηρίζεται στη λιμοκτονία των καρκινικών κυττάρων -αυτή είναι μια νέα προσέγγιση στη θεραπεία του καρκίνου.»
