Vedci objavili Achillovu pätu rakoviny. Zosilňovače DNA držia kľúč k liečbe

V posledných rokoch vedci objavili niečo fascinujúce o rakovine. Zistili, že rakovinové bunky dokážu meniť svoju identitu a vlastnosti vďaka zvláštnym prvkom v našej DNA, ktorým hovoríme „zosilňovače“. Predstav si ich ako vypínače, ktoré zapínajú a vypínajú rôzne gény.

Tieto objavy nám pomáhajú lepšie pochopiť, prečo je rakovina taká zákerná, ale prinášajú aj nádej na nové spôsoby liečby. Informuje o tom web Nature, štúdia bola uverejnená v BMC.

Čo sú vlastne zosilňovače

Zosilňovače sú úseky DNA, ktoré neobsahujú návod na tvorbu bielkovín, ale majú inú dôležitú úlohu – regulujú, kedy a ako silno sa zapnú gény v našich bunkách. Fungujú trochu ako zosilňovač zvuku – môžu výrazne zosilniť „hlasitosť“ génov, teda množstvo bielkovín, ktoré bunka vyrába.

V zdravých bunkách zosilňovače pracujú podľa presných pravidiel a pomáhajú bunkám správne fungovať. Každý typ bunky (napríklad kožná bunka alebo bunka pečene) má svoje vlastné aktívne zosilňovače, ktoré určujú, čím bunka je a čo robí.

Rakovinové bunky však dokážu tieto zosilňovače „preprogramovať“ – zmeniť ich aktivitu tak, aby slúžili ich vlastným potrebám. Môžu tak získať schopnosti, ktoré normálne bunky nemajú, ako neobmedzené delenie alebo odolnosť voči liekom.

Ako rakovinové bunky manipulujú so zosilňovačmi

Rakovinové bunky používajú rôzne triky na zmenu zosilňovačov. Jedným z nich je „únos zosilňovačov“ – predstav si, že v DNA nastane preskupenie, ktoré presunie zosilňovač z jeho pôvodného miesta ku génu, ktorý by sa normálne neaktivoval. Je to, ako keby niekto presmeroval elektrinu z jedného domu do druhého. Tento proces často pozorujeme pri leukémiách.

Ďalším spôsobom je vytváranie nových zosilňovačov – v DNA môžu vzniknúť mutácie, ktoré vytvoria úplne nové zosilňovače. Napríklad pri rakovine pankreasu môže mutácia v géne KRAS viesť k vytvoreniu nových zosilňovačov, ktoré pomáhajú nádoru rásť.

Niekedy sa časti DNA, obsahujúce zosilňovače, zduplikujú, čo vedie k nadmernej aktivácii génov podporujúcich rakovinu. Tento proces kopírovania zosilňovačov je, ako keby si namiesto jedného vypínača na svetlo nainštaloval tri – svetlo bude svietiť oveľa intenzívnejšie.

Ako to mení rakovinové bunky

Vďaka preprogramovaniu zosilňovačov získavajú rakovinové bunky vlastnosti, ktoré im pomáhajú prežiť a šíriť sa. Získavajú schopnosť neobmedzeného delenia – normálne bunky majú obmedzený počet delení, ale rakovinové bunky sa môžu deliť donekonečna.

Zosilňovače aktivujú gény ako MYC, ktoré podporujú neustále delenie buniek. Rakovinové bunky tiež získavajú odolnosť voči bunkovej smrti. Zdravé bunky sa „obetujú“, keď sú poškodené alebo nefungujú správne. Rakovinové bunky dokážu tento mechanizmus vypnúť a prežiť aj v podmienkach, ktoré by normálne bunky zabili.

Menia sa aj metabolické procesy v rakovinových bunkách. Získavajú energiu a stavebné látky iným spôsobom než normálne bunky. Zosilňovače im pomáhajú zmeniť metabolické dráhy tak, aby mali stály prísun energie a materiálu na rast.

Možno najnebezpečnejšou vlastnosťou je schopnosť šíriť sa. Aby sa rakovina mohla rozšíriť do iných častí tela (metastázovať), bunky musia získať schopnosť odtrhnúť sa od pôvodného miesta, cestovať cez krv alebo lymfu a uchytiť sa v inom orgáne. Preprogramovanie zosilňovačov im dáva tieto schopnosti.

Kmeňové rakovinové bunky a odolnosť na liečbu

Zosilňovače hrajú kľúčovú úlohu aj pri vytváraní a udržiavaní rakovinových kmeňových buniek. Tieto špeciálne bunky dokážu obnoviť celú rakovinu aj z jednej samotnej bunky. Zosilňovače im pomáhajú udržiavať si sebaobnovovacie schopnosti aktiváciou génov ako SOX2, OCT4, c-MYC a KLF4, ktoré sú dôležité pre kmeňovosť.

Rakovinové bunky vyvíjajú odolnosť voči chemoterapii a cielenej liečbe vďaka zmenám v zosilňovačoch. Pri rakovine vaječníkov zosilňovače aktivujú gén KLF5, ktorý zvyšuje schopnosť buniek opravovať poškodenie DNA spôsobené niektorými liekmi.

Podobne pri rakovine prsníka môže preprogramovanie zosilňovačov zmeniť bunky z jedného typu (luminálneho) na iný (bazálny), čo spôsobí odolnosť voči hormonálnej liečbe. Dlhodobé používanie liečiv môže viesť k potlačeniu SWI/SNF komplexu, dôležitého regulátora chromatínu, čo aktivuje YAP-závislé zosilňovače. Tieto zas menia metabolické dráhy v bunkách a umožňujú im rásť aj v prítomnosti lieku.

Vplyv na okolie nádoru

Rakovinové bunky neexistujú izolovane – sú obklopené inými bunkami a tkanivami, ktoré spolu tvoria „nádorové mikroprostredie“. Preprogramovanie zosilňovačov ovplyvňuje aj toto prostredie. Zosilňovače môžu meniť správanie T-buniek, ktoré by normálne mali nádor napádať. Niektoré z týchto buniek sa môžu dostať do „vyčerpaného stavu“ a prestať bojovať proti rakovine.

Aj makrofágy, ďalšie imunitné bunky, môžu byť preprogramované tak, aby namiesto ničenia nádoru podporovali jeho rast. Rovnako neutrofily, tiež patria medzi imunitné bunky, ktorých aktivita sa mení vplyvom nádoru a môžu prispievať k šíreniu rakoviny.

Rakovinové bunky okolo seba vytvárajú prostredie, ktoré im pomáha rásť a chrániť sa pred imunitným systémom. Je to, ako keby si vytvorili vlastnú pevnosť s obranným systémom, ktorý odráža útoky tela.

Čítaj viac z kategórie: Zaujímavosti