Istraživači su otkrili novi put do smrti stanica raka kemoterapijom

Kemoterapija uništava stanice raka. No način na koji te stanice umiru čini se drugačijim od onoga što se prije shvaćalo. Istraživači s Nizozemskog instituta za rak, predvođeni Tijnom Brummelkampom, otkrili su potpuno novi način umiruće stanica raka: putem gena Schlafen11.

„Ovo je vrlo neočekivano otkriće. Pacijenti oboljeli od raka liječeni su kemoterapijom gotovo stoljeće, ali ovaj put do stanične smrti nikada prije nije uočen. Gdje i kada se to događa kod pacijenata potrebno je dodatno istražiti. Ovo otkriće u konačnici bi moglo imati implikacije za liječenje pacijenata oboljelih od raka.“ Svoje nalaze objavili su u časopisu Science.

Mnogi tretmani raka oštećuju DNK stanica. Nakon prevelikog nepovratnog oštećenja, stanice mogu pokrenuti vlastitu smrt. Školska biologija uči nas da protein zvan p53 preuzima kontrolu nad tim procesom. p53 osigurava popravak oštećene DNK, ali pokreće samoubojstvo stanica kada oštećenje postane preozbiljno. To sprječava nekontrolirano dijeljenje stanica i stvaranje raka.

Iznenađenje: Neodgovoreno pitanje

Zvuči kao nepogrešiv sustav, ali stvarnost je složenija. „U više od polovice tumora, p53 više ne funkcionira“, kaže Brummelkamp. „Glavni igrač tamo, p53, ne igra nikakvu ulogu. Pa zašto stanice raka bez p53 i dalje umiru kada im oštetite DNK kemoterapijom ili zračenjem? Na moje iznenađenje, to je bilo neodgovoreno pitanje.“

Njegova istraživačka grupa je potom, zajedno s grupom kolegice Revuene Agami, otkrila dosad nepoznat način na koji stanice umiru nakon oštećenja DNK. U laboratoriju su ubrizgali kemoterapiju u stanice u kojima su pažljivo modificirali DNK. Brummelkamp kaže: „Tražili smo genetsku promjenu koja bi omogućila stanicama da prežive kemoterapiju. Naša grupa ima puno iskustva u selektivnom onesposobljavanju gena, što bismo ovdje mogli u potpunosti iskoristiti.“

Novi glavni igrač u staničnoj smrti Isključivanjem gena, istraživački tim otkrio je novi put do stanične smrti, predvođen genom Schlafen11 (SLFN11). Glavni istraživač Nicolas Boon rekao je: "Kada je DNK oštećen, SLFN11 isključuje tvornice proteina u stanicama: ribosome. To stvara ogroman stres na te stanice, što dovodi do njihove smrti. Novi put koji smo otkrili u potpunosti zaobilazi p53."

Gen SLFN11 nije nov u istraživanju raka. Često je neaktivan u tumorima pacijenata koji ne reagiraju na kemoterapiju, kaže Brummelkamp. „Sada možemo objasniti ovu vezu. Kada stanicama nedostaje SLFN11, one ne umiru na ovaj način kao odgovor na oštećenje DNK. Stanice će preživjeti, a rak će se nastaviti.“

Utjecaj na liječenje raka

„Ovo otkriće otvara mnoga nova istraživačka pitanja, što je tipično za temeljna istraživanja“, kaže Brummelkamp.

„Naše otkriće demonstrirali smo u stanicama raka uzgojenim u laboratoriju, ali mnoga važna pitanja ostaju: Gdje i kada se ovaj put odvija kod pacijenata? Kako utječe na imunoterapiju ili kemoterapiju? Utječe li na nuspojave liječenja raka? Ako se ovaj oblik stanične smrti pokaže značajnim i kod pacijenata, ovo otkriće imat će implikacije za liječenje raka. To su važna pitanja koja treba dalje istražiti.“

Isključivanje gena, jednog po jednog Ljudi imaju tisuće gena, od kojih mnogi imaju funkcije koje su nam nejasne. Kako bi odredio uloge naših gena, istraživač Brummelkamp razvio je metodu korištenjem haploidnih stanica. Ove stanice sadrže samo jednu kopiju svakog gena, za razliku od normalnih stanica u našem tijelu koje sadrže dvije kopije. Rukovanje s dvije kopije može biti teško u genetskim eksperimentima jer se promjene (mutacije) često javljaju samo u jednoj od njih. Zbog toga je teško promatrati učinke tih mutacija.

Zajedno s drugim istraživačima, Brummelkamp je godinama otkrivao procese koji su ključni za bolesti koristeći ovu svestranu metodu. Na primjer, njegova je grupa nedavno otkrila da stanice mogu proizvoditi lipide na drugačiji način od prije poznatog.

Otkrili su kako određeni virusi, uključujući smrtonosni virus ebole, uspijevaju ući u ljudske stanice. Istražili su otpornost stanica raka na određene terapije i identificirali proteine koji djeluju kao kočnice imunološkog sustava, s implikacijama za imunoterapiju raka.

Posljednjih godina njegov je tim otkrio dva enzima koja su ostala nepoznata četiri desetljeća, a pokazala su se vitalnima za funkciju mišića i razvoj mozga.