Ostatnie badania rzucają światło na wpływ zmian w strukturze chemicznej białka zwanego interleukiną-6 na rozwój raka płuc i reakcję na leczenie. Naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Cheng Kung i innych wiodących instytucji odkryli, że nieprawidłowa modyfikacja chemiczna, zwana wadliwą N-glikozylacją, w interleukinie-6 powoduje, że komórki nowotworowe łatwiej się rozprzestrzeniają i są odporne na niektóre metody leczenia. N-glikozylacja odnosi się do procesu, w którym cząsteczki cukru przyłączają się do określonych miejsc na białkach, wpływając na ich funkcjonowanie. Odkrycia te, opublikowane w czasopiśmie Nature Communications, podkreślają kluczowy czynnik ewolucji i trudności leczenia raka płuc.
Naukowcy pod kierunkiem profesorów Wu-Chou Su i Chun-Hua Hunga badali, w jaki sposób zmiany chemiczne w interleukinie-6 wpływają na szlaki kontrolujące zachowanie komórek nowotworowych. „Sposób, w jaki interleukina-6 jest modyfikowana chemicznie, może pomóc nam monitorować postęp raka płuc i jego oporność na leki” – powiedział profesor Su. Badanie wykazało, że dodanie cząsteczki cukru do interleukiny-6 w określonym miejscu aktywuje szlak zwany przetwornikiem sygnału kinazy Janus i aktywatorem transkrypcji 3, który utrzymuje raka pod kontrolą. Szlak ten to szereg reakcji chemicznych zachodzących wewnątrz komórek, które pomagają regulować wzrost i przeżycie. Jeśli jednak ta zmiana chemiczna nie nastąpi, interleukina-6 uruchamia inną ścieżkę, czyniąc nowotwór bardziej agresywnym.
Komórki nowotworowe pozbawione tej modyfikacji w interleukinie-6 wykazywały silniejsze cechy rozprzestrzeniania się na inne części ciała. Komórki te były również odporne na terapie celowane, które zwykle blokują rozwój nowotworu, takie jak inhibitory kinazy tyrozynowej, które są lekami zaprojektowanymi w celu zakłócania sygnałów wzrostu nowotworu. Analiza próbek pacjentów potwierdziła, że w tych opornych nowotworach występował wyższy poziom nieprawidłowo zmodyfikowanej interleukiny-6, co wzmacnia związek między tym defektem a lekoopornością.
Co ciekawe, badanie wykazało, że chemicznie wadliwa interleukina-6 zmienia sposób, w jaki komórki nowotworowe komunikują się wewnętrznie. Podczas gdy zmodyfikowana wersja białka aktywuje sygnały spowalniające wzrost nowotworu, wadliwa forma wysyła sygnały, które zwiększają zdolność nowotworu do poruszania się i przeżycia. Aktywuje białka, które sprawiają, że nowotwory przypominają łodygi, co oznacza, że zyskują one zdolność do wzrostu i rozprzestrzeniania się w nieskończoność jak komórki macierzyste. „Ta zmiana w sygnalizacji uwypukla nowy sposób, w jaki nowotwór pozwala uniknąć skutecznego leczenia” – powiedział Hung.
Odkrycia te mają implikacje praktyczne. Testowanie konkretnych typów interleukiny-6 u pacjentów może pomóc w przewidywaniu, czy ich nowotwór będzie oporny na leczenie. Ponadto nowe terapie, które blokują szkodliwe działanie wadliwej interleukiny-6 lub przywracają jej normalny stan chemiczny, mogą zapewnić lepsze wyniki u pacjentów z rakiem płuc.
Badania te stanowią nowy przełom i pokazują, jak niewielkie różnice chemiczne w pojedynczym białku mogą drastycznie zmienić zachowanie nowotworu. Otwiera drzwi do innowacyjnych metod leczenia ukierunkowanych na te zmiany chemiczne, dając nadzieję na walkę z lekoopornym rakiem płuc.
Odniesienie do czasopisma
Chun-Hua Hung, Shang-Yin Wu, Cheng-I Daniel Yao i wsp., „Wadliwa N-glikozylacja IL6 indukuje przerzuty i oporność na inhibitor kinazy tyrozynowej w raku płuc”. Komunikacja przyrodnicza, 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-51831-7
O Autorach
Profesor Wu-Chou Su jest wybitnym ekspertem w dziedzinie onkologii medycznej, a obecnie pełni funkcję emerytowanego profesora na Wydziale Onkologii Narodowego Uniwersytetu Cheng Kung (NCKU) w Tainan na Tajwanie. Wcześniej piastował kluczowe stanowiska kierownicze w NCKU, m.in. dyrektora Kliniki Onkologii i Centrum Nanomedycyny Stosowanej. Ponadto nadzorował Centrum Badań Klinicznych, Centrum Onkologii i Oddział Chorób Wewnętrznych w Narodowym Szpitalu Uniwersyteckim Cheng Kung.
Zainteresowania badawcze profesora Su skupiają się na badaniach klinicznych wczesnej fazy, patogenezie i leczeniu raka płuc oraz roli szlaku sygnałowego IL-6/JAK/STAT3 w progresji raka płuc. Jest także głęboko zaangażowany w rozwój nanodiagnostyki i nanoleków jako innowacyjnych strategii przeciwnowotworowych. W trakcie swojej kariery profesor Su opublikował wiele publikacji i prowadził liczne badania kliniczne w dziedzinie raka płuc i nanomedycyny.
Doktor Chun-hua uzyskała stopień doktora. z Instytutu Podstawowych Nauk Medycznych na Narodowym Uniwersytecie Cheng Kung (NCKU) w Tainan na Tajwanie. Obecnie jest stażystką podoktorską w NCKU. Jej zainteresowania badawcze obejmują biologię nowotworów, koncentrując się na roli glikozylacji białek w przerzutach nowotworów, lekooporności, modulacji układu odpornościowego i przestrzennej biologii raka.
Chun-Hung Lin uzyskał stopień doktora chemii w 1995 r. w Scripps Research Institute i spędził dwa lata na stażu podoktorskim w Harvard Medical School. Następnie rozpoczął niezależną karierę w Academia Sinica na Tajwanie. Otrzymał kilka nagród i wyróżnień, w tym Young Affiliate of TWAS (Akademia Nauk Świata Rozwijającego się) oraz nagrodę za wybitne badania od Krajowej Rady ds. Nauki i Technologii na Tajwanie. Jego zainteresowania badawcze obejmują badanie zastosowań węglowodanów w nowotworach i chorobach zakaźnych (w tym wzajemne oddziaływanie gospodarz-mikrob).
Doktor Cheng-I Daniel Yao uzyskał stopień doktora. uzyskał tytuł doktora biologii roślin w College of Liberal Arts and Sciences na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie. Przez ostatnie dziesięć lat w Academia Sinica pracował w dziedzinie glikonauki, koncentrując się na oczyszczaniu i analizie glikanów, a także interakcjach lektyna-glikan. Jego wiedza naukowa polega na analizie strukturalnej glikanów i glikolipidów bakteryjnych korelujących z odpowiedziami immunologicznymi w odporności jelit gospodarza.
