Najniebezpieczniejszym aspektem raka nie jest sam nowotwór, ale jego zdolność do przemieszczania się do innych części ciała w procesie zwanym przerzutami, odpowiedzialnym za większość zgonów spowodowanych nowotworem. Ta podróż komórek nowotworowych od ich miejsca pochodzenia do odległych narządów obejmuje wyrafinowaną transformację, umożliwiającą im migrację i osiedlanie się na nowych terytoriach. Transformację tę ułatwia proces, który pozwala komórkom nowotworowym zmienić swoje cechy, tracąc stacjonarny charakter i zyskując zdolność do poruszania się i inwazji. Zrozumienie tej transformacji rzuca światło na nieuchwytne zachowanie raka i otwiera drzwi do potencjalnie przełomowych metod leczenia ukierunkowanych na te komórkowe kameleony.
Zespół kierowany przez dr Ana-Marię Dragoi z LSU Health Shreveport, wraz z Madison Catalanotto, Camille Abshire, Reneau Youngblood i Min Chu z tej samej instytucji, Joelem Markusem Vazem z Georgia Institute of Technology oraz przy współpracy profesora Herberta Levine’a z Northeastern University i dr Mohita Kumara Jolly’ego z Indian Institute of Science, osiągnął znaczący przełom w zrozumieniu rozprzestrzeniania się raka. Odkryli zasadniczą rolę białka znanego jako FLASH w kontrolowaniu procesu transformacji umożliwiającego rozprzestrzenianie się komórek nowotworowych, znanego jako przejście nabłonkowe do mezenchymalnego (EMT).
Proces ten jest niezbędny, aby komórki nowotworowe oddzieliły się od pierwotnego guza i przeniosły się do innych części ciała. Odkrycia zespołu, opublikowane w czasopiśmie Translational Oncology, pokazują, że brak FLASH prowadzi do tego, że komórki nowotworowe wykazują mieszane cechy, w których nieinwazyjne zachowanie współistnieje z cechami agresywnymi. Dr Ana-Maria Dragoi podkreśliła kluczowe odkrycie, stwierdzając: “Po pierwsze odkrywamy, że FLASH kontroluje stacjonarny stan nabłonka komórek nowotworowych. Teraz wiemy, że regulacja jest bardziej złożona i że FLASH kontroluje wiele aspektów transformacji komórkowej w nowotworze”, wskazując na jego kluczową rolę w progresji i rozprzestrzenianiu się raka. Co ciekawe, poziom FLASH jest czasowo zwiększany we wszystkich komórkach w miarę postępu cyklu komórkowego i odgrywa kluczową rolę w wytwarzaniu białek rusztowania (histonów), na których owija się DNA.
Wykorzystując zaawansowane sekwencjonowanie RNA i analizę obliczeniową, zespół badawczy zidentyfikował wyjątkową rolę FLASH w tłumieniu stacjonarnych markerów komórkowych i wpływaniu na geny związane z ruchem komórek. Przeanalizowali dane z Encyklopedii linii komórek nowotworowych (CCLE), aby potwierdzić odwrotną zależność między ekspresją FLASH a markerami fenotypu nabłonka komórkowego w przypadku różnych typów nowotworów. Zgodnie z danymi uzyskanymi z sekwencjonowania RNA, w niektórych typach nowotworów FLASH jest również odwrotnie skorelowany ze markerami nowotworowej transformacji komórkowej. Dr Dragoi dodał: „Potwierdziliśmy odwrotną zależność między ekspresją FLASH a markerami zarówno inwazyjnego, jak i stacjonarnego zachowania nowotworu, jednak gdy komórkom nowotworowym brakuje FLASH, są one ogólnie mniej agresywne”. Te zagadkowe wyniki sugerują, że FLASH odgrywa złożoną podwójną rolę w regulowaniu losu komórek i łączy się z wcześniejszymi danymi pokazującymi, że najbardziej agresywne komórki nowotworowe mają mieszane cechy.
Podejście to pozwoliło na szczegółowe zbadanie zachowań genetycznych i molekularnych kierujących działaniem komórek nowotworowych, udostępniając naukę szerokiemu gronu odbiorców i torując drogę innowacyjnym strategiom leczenia raka. Zrozumienie, w jaki sposób FLASH kontroluje proces transformacji komórek, może prowadzić do nowych podejść terapeutycznych, dając nadzieję na skuteczniejsze metody leczenia nowotworów w przyszłości. Dr Dragoi podkreślił: „Te odkrycia podkreślają znaczenie FLASH dla zdolności nowotworu do adaptacji i przetrwania, czyniąc go obiecującym celem przyszłych terapii”. Badanie to stanowi znaczący krok naprzód w naszym rozumieniu biologii nowotworów i wprowadza nowe kierunki rozwoju celowanych terapii przeciwnowotworowych.
ODNIESIENIE DO DZIENNIKA
Madison Catalanotto, Joel Markus Vaz, Camille Abshire, Reneau Youngblood, Min Chu, Herbert Levine, Mohit Kumar Jolly, Ana-Maria Dragoi, „Dual role of CASP8AP2/FLASH inregulating epithelial-to-mezenchymal przejście plastyczność (EMP)”, Translational Oncology, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tranon.2023.101837.
O AUTORACH
Doktor Ana-Maria Dragoi jest adiunktem na Wydziale Fizjologii LSU Health Shreveport. Jej laboratorium bada regulację przejścia nabłonkowego do mezenchymalnego w kontekście progresji cyklu komórkowego oraz wewnętrzne i zewnętrzne czynniki regulujące przerzuty nowotworów w kontekście przeprogramowania onkogennego. Dr Dragoi jest członkiem Amerykańskiego Stowarzyszenia Badań nad Rakiem i Amerykańskiego Towarzystwa Mikrobiologii.
Doktor Mohit Kumar Jolly jest profesorem nadzwyczajnym na Wydziale Bioinżynierii Indyjskiego Instytutu Nauki. Jego badania łączą podejścia z zakresu biologii systemów i podejścia eksperymentalne w celu wyjaśnienia molekularnych czynników powodujących przerzuty nowotworów i oporność na terapię nowotworów. Dr Jolly jest redaktorem naczelnym NPJ Systems Biology & Applications. Jest laureatem Medalu INSA dla Młodych Naukowców 2022 i zdobywcą nagrody ICTP 2023.
Doktor Herbert Levine jest wybitnym profesorem fizyki i bioinżynierii na Northeastern University. Jego badania skupiają się na obliczeniowym i fizycznym modelowaniu plastyczności przejścia nabłonkowego do mezenchymalnego, genetycznej regulacji losu komórek oraz interakcji między nowotworami a układem odpornościowym. Dr Levine jest członkiem Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki oraz Narodowej Akademii Nauk oraz współdyrektorem Centrum Teoretycznej Fizyki Biologicznej NSF (CTBP) na Uniwersytecie Rice.
