Vedci po prvýkrát rozlúštili mechanizmus, ktorý umožňuje metastázovanie rakoviny prsníka do mozgu. Otvorili tak cestu k liečbe tohto zákerného ochorenia.
Vedci objavili mechanizmus, ktorý umožňuje rakovine prsníka vysielať metastázy do mozgu. Zdroj: iStock/Christoph Burgstedt
Veľká medzinárodná štúdia, ktorú viedli výskumníci z Lekárskej fakulty v Tel Avive-Jafe v Izraeli, odhalila mechanizmus, ktorý umožňuje rakovine prsníka vysielať metastázy do mozgu. Ide o veľmi smrteľný jav, na ktorý v súčasnosti neexistuje účinná liečba. Tieto zistenia môžu pomôcť pri vývoji nových liekov a personalizovanom monitorovaní včasnej detekcie a liečbe metastáz v mozgu.
Ako uvádzajú vedci v štúdii, uverejnenej v časopise Nature Genetics, väčšina úmrtí súvisiacich s rakovinou nie je spôsobená primárnym nádorom, ale jeho metastázami do životne dôležitých orgánov. Medzi nimi sú metastázy do mozgu jednými z najsmrteľnejších a najťažšie liečiteľných.
Podľa autorov je vo výskume rakoviny jednou z kľúčových nevyriešených otázok to, prečo niektoré nádory metastázujú do určitých orgánov a iné nie. Napriek významu tohto javu je o faktoroch a mechanizmoch, ktoré ho umožňujú, známe veľmi málo.
Zabránenie množeniu poškodených buniek
Súčasná štúdia kombinovala dva odlišné prístupy k výskumu rakoviny – štúdium interakcie medzi rakovinovými bunkami a ich okolím, teda mikroprostredím nádoru, a skúmanie chromozómových zmien charakteristických pre rakovinové bunky. Komplexná štúdia zahŕňala množstvo vedeckých metód a technológií vrátane analýzy klinických a genomických údajov nádorov pacientok s rakovinou prsníka, genetických, biochemických, metabolických a farmakologických experimentov na kultivovaných rakovinových bunkách a funkčných experimentov na myšiach.
Pozrite si
Vedci najprv identifikovali špecifickú chromozómovú zmenu v bunkách rakoviny prsníka, ktorá predpovedá vysokú pravdepodobnosť metastáz do mozgu. „Zistili sme, že keď chromozóm 17 v rakovinovej bunke stratí kópiu svojho krátkeho ramena, výrazne sa zvyšuje pravdepodobnosť, že bunka pošle metastázy do mozgu. Tiež sme objavili, že dôvodom je strata dôležitého génu umiestneného na tomto ramene,“ opísali. Tento gén p53, známy ako strážca genómu, ktorý chráni bunky pred rakovinou tým, že monitoruje poškodenie DNA a reguluje bunkový cyklus, opravuje DNA alebo spúšťa programovanú bunkovú smrť (apoptózu), aby zabránil množeniu poškodených buniek.
Z výsledkov vyplýva, že keď chýba funkčný p53, môžu vznikať a šíriť sa rakovinové metastázy v mozgu. „Keď sme myšiam injekčne vpravili do mozgu rakovinové bunky s funkčným p53 alebo bez neho, zistili sme, že bunky s narušenou aktivitou p53 sa rozmnožovali oveľa rýchlejšie,“ uviedli. Ronit Satchiová-Fainarová, ktorá sa na výskume podieľala, dodáva: „Prostredie mozgu sa zásadne líši od prostredia prsníka, kde sa primárny nádor vyvíja, a otázkou je, ako sa bunka rakoviny prsníka, prispôsobená svojmu pôvodnému prostrediu, môže prispôsobiť tomuto cudziemu prostrediu.“
Okrem toho tiež zistili, že p53 reguluje syntézu mastných kyselín, metabolický proces, ktorý je v prostredí mozgu obzvlášť dôležitý. To znamená, že bunky s poškodeným p53 alebo bez p53 produkujú viac mastných kyselín ako normálne bunky, čo im umožňuje rýchlejšie rásť a deliť sa v mozgu.
Ďalšia fáza štúdie sa zamerala na komunikáciu medzi mozgovými bunkami a rakovinovými bunkami. Vedci zistili zvýšenú interakciu medzi rakovinovými bunkami s poškodeným p53 a takzvanými astrocytmi, čo sú podporné bunky v mozgu, ktoré vylučujú látky pomáhajúce neurónom. Ak bunkám chýba p53, rakovinové bunky zneužívajú látky vylučované astrocytmi a využívajú ich na výrobu mastných kyselín.
Potenciál pre novú liečbu
Oba tieto faktory sú podľa vedcov tým kľúčovým, čo umožňuje rakovinovým bunkám metastázovať tak ľahko do inak dobre chráneného a navyše vzdialeného mozgu. A hneď ako našli tento mechanizmus a kľúčové látky, ktoré v ňom zohrávajú zásadnú úlohu, pokúsili sa to využiť na hľadanie potenciálneho lieku na metastázy v mozgu.
Ďalšia fáza štúdie sa zamerala na zložky mozgového prostredia a komunikáciu medzi mozgovými bunkami a rakovinovými bunkami. Vedci zistili zvýšenú interakciu medzi rakovinovými bunkami s poškodeným p53 a astrocytmi – podpornými bunkami v mozgu, ktoré vylučujú látky pomáhajúce neurónom.
Pri absencii p53 unášajú rakovinové bunky látky vylučované astrocytmi a používajú ich na produkciu mastných kyselín. Vedci identifikovali špecifický enzým s názvom SCD1 – kľúčový enzým v syntéze mastných kyselín –, ktorého expresia a úroveň aktivity sú výrazne vyššie v rakovinových bunkách s poškodeným alebo chýbajúcim p53.
„Keď sme identifikovali mechanizmus a jeho kľúčové prvky, snažili sme sa využiť tieto zistenia na hľadanie potenciálneho lieku na metastázy v mozgu. Rozhodli sme sa zamerať na enzým SCD1 a testovali sme účinnosť viacerých liekov, ktoré inhibujú jeho aktivitu a sú momentálne vo vývoji. Tieto lieky boli pôvodne indikované na liečbu iných ochorení, ale zistili sme, že inhibícia SCD1 v mozgových metastázových bunkách s poškodeným p53 bola účinná a výrazne bránila vývoju a proliferácii rakovinových metastáz ako v prípade myší, tak aj vo vzorkách mozgových metastáz žien s rakovinou prsníka,“ spomína profesor genetiky rakoviny Uri Ben-David z Lekárskej fakulty v Tel Avive-Jafe, jeden z autorov štúdie.
Výskumníci dodávajú, že ich zistenia môžu pomôcť aj lekárom a pacientom pri predpovedaní progresie ochorenia. Už v ranom štádiu rakoviny prsníka je možné zistiť, či došlo k mutácii p53, čo výrazne zvyšuje riziko neskorších metastáz v mozgu. Lekári by sa mohli napríklad vyhnúť predpisovaniu agresívnych biologických liečebných postupov s vážnymi vedľajšími účinkami pacientom, ktorí nemajú vysoké riziko metastáz v mozgu, a zároveň sa rozhodnúť pre agresívnu liečbu, ak je riziko zvýšené.
Okrem toho môžu lekári prispôsobiť monitorovanie rizikovému stupňu pacienta, napríklad častými MRI vyšetreniami mozgu u pacientov so zvýšeným rizikom metastáz v mozgu. Tento typ intenzívneho monitorovania by umožnil včasnú detekciu a liečbu, čím by sa výrazne zvýšili šance na uzdravenie.
Zdroje: Pre pacientov, Nature Genetics
