Ένα μόριο-φύλακας διασφαλίζει ότι τα κύτταρα του ήπατος δεν χάνουν την ταυτότητά τους. Αυτό ανακάλυψαν ερευνητές από το Γερμανικό Κέντρο Ερευνών για τον Καρκίνο (DKFZ), το Ινστιτούτο Hector για τη Μεταφραστική Έρευνα του Εγκεφάλου (HITBR) και το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL).

Η ανακάλυψη παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για την αντικαρκινική ιατρική, καθώς η αλλαγή της κυτταρικής ταυτότητας επικεντρώνεται εδώ και αρκετά χρόνια ως θεμελιώδης αρχή της ανάπτυξης του καρκίνου.

Οι ερευνητές της Χαϊδελβέργης μπόρεσαν να δείξουν ότι ο νεοανακαλυφθείς φύλακας είναι τόσο ισχυρός που μπορεί αποδεδειγμένα να επιβραδύνει εξαιρετικά ισχυρούς οδηγούς καρκίνου και να προκαλέσει την υποχώρηση κακοήθων όγκων του ήπατος σε ποντίκια.

Εάν το μόριο του φύλακα αποτύχει, αντί για ηπατικά κύτταρα (γκρι) αναπτύσσονται μυϊκά κύτταρα (κόκκινο) ή νευρικά κύτταρα (πράσινο).

Κατά κανόνα, η ταυτότητα των κυττάρων καθορίζεται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Διαφοροποιούνται σε νευρικά ή ηπατικά κύτταρα, για παράδειγμα, και στη συνέχεια σφραγίζεται η μοίρα τους. Μόνο τα βλαστικά κύτταρα διατηρούν την ικανότητα να αναπτύσσονται προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Αφού διαφοροποιηθούν, ωστόσο, τα κύτταρα παραμένουν κανονικά στην πορεία τους.

Είναι διαφορετικά τα πράγματα με τα καρκινικά κύτταρα. Έχουν την εκπληκτική ικανότητα να ενεργοποιούν ξανά τα εμβρυικά προγράμματα και έτσι να αλλάζουν την ταυτότητά τους - τον φαινότυπό τους. Η ικανότητα αυτή είναι γνωστή ως - ανεπιθύμητη ή μη φυσιολογική - πλαστικότητα. Μεταξύ άλλων, επιτρέπει στα καρκινικά κύτταρα να αποσπώνται από το κυτταρικό δίκτυο και να μεταναστεύουν μέσα στο σώμα. Μόλις φθάσουν στο όργανο-στόχο, τα κύτταρα διαφοροποιούνται ξανά, καθίστανται και πάλι καθιστικά και σχηματίζουν μεταστάσεις στο σημείο αυτό.

"Δεν έχει περάσει πολύς καιρός από τότε που η σημασία της πλαστικότητας αναγνωρίστηκε ως θεμελιώδες φαινόμενο στον καρκίνο", εξηγεί ο μοριακός βιολόγος Moritz Mall από το DKFZ. Η ομάδα του επιδιώκει να μειώσει την πλαστικότητα των καρκινικών κυττάρων και να αποτρέψει έτσι την ανάπτυξη ή την εξάπλωση κακοήθων όγκων.

Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε πώς ρυθμίζεται η πλαστικότητα των κυττάρων. Κατ' αρχήν, σχεδόν όλα τα κύτταρα του σώματος έχουν πανομοιότυπο γονιδίωμα (γενετικό υλικό). Πώς είναι όμως τότε δυνατόν να αναπτύσσονται τόσο διαφορετικοί και άκρως εξειδικευμένοι τύποι κυττάρων, όπως τα νευρικά κύτταρα ή τα ηπατικά κύτταρα;

"Αυτό είναι δυνατό μόνο επειδή τα κύτταρα διαθέτουν ένα εξελιγμένο δίκτυο ελέγχου", εξηγεί ο Moritz Mall. "΄Λειτουργούν συμπληρωματικές δυνάμεις". Αυτές εξασφαλίζουν ότι, ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου, μόνο ορισμένα γονίδια ενεργοποιούνται, ενώ άλλα είναι μόνιμα απενεργοποιημένα. Οι κύριοι ρυθμιστές παίζουν κεντρικό ρόλο εδώ. Ενεργοποιούν γονίδια υπό την επίδραση των οποίων τα εξειδικευμένα κύτταρα μπορούν να αλλάξουν τον τύπο τους και να αποκτήσουν ακόμη και χαρακτηριστικά βλαστοκυττάρων.

Ωστόσο, ελάχιστα είναι γνωστά για τους ανταγωνιστές - τις περιπτώσεις ελέγχου που αποτρέπουν την ανεπιθύμητη (επαν)μετατροπή των διαφοροποιημένων κυττάρων απενεργοποιώντας ορισμένα γονίδια.

Ο Moritz Mall και η Judith Zaugg από το EMBL θέλησαν να μάθουν περισσότερα για αυτούς τους φύλακες. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ηλεκτρονική προσέγγιση για να αναζητήσουν γονιδιακούς διακόπτες που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως φύλακες. "Για να το κάνουμε αυτό, αναπτύξαμε ένα πρόγραμμα υπολογιστή που ελέγχει τους υποψήφιους για τις βασικές ιδιότητες που πρέπει να έχει ένα μόριο φύλακας", εξηγεί η Judith Zaugg.

"Στη συνέχεια τρέξαμε τα προφίλ περισσότερων από χίλιους γονιδιακούς διακόπτες μέσω του υπολογιστή, ο οποίος μας έδωσε πρόσβαση σε μεγάλες βάσεις δεδομένων ερευνητικών αποτελεσμάτων".

Η ερευνητική ομάδα βρήκε σχεδόν 30 διαφορετικούς υποψήφιους φύλακες και αποφάσισε να ασχοληθεί περαιτέρω με έναν από αυτούς: Την PROX1 (Prospero homeobox protein 1). Οι δοκιμές στο μοντέλο καρκίνου του ήπατος έδειξαν ότι η ομάδα είχε πετύχει το στόχο. Ο Moritz Mall εξηγεί: "Στην πραγματικότητα αποδείχθηκε ότι η PROX1 είναι ένας πολύ σημαντικός φύλακας στα ηπατικά κύτταρα.

Εάν λείπει, τα ηπατικά κύτταρα αλλάζουν τον φαινότυπό τους. Και αντίστροφα, η μεταλλαξιμότητα των καρκινικών κυττάρων μπορεί να μειωθεί με μια πειραματικά επαγόμενη αύξηση της δραστηριότητας του φύλακα. Μας εξέπληξε το πόσο ισχυρή είναι η επιρροή του PROX1.

Δοκιμάσαμε το μόριο του κηδεμόνα σε ποντίκια που είχαν εξαιρετικά ισχυρές καρκινικές μεταλλάξεις στα γονίδια p53 και Myc. Το PROX1 μπόρεσε να παρακάμψει την επιρροή τόσο ισχυρών οδηγών του καρκίνου και να καταστείλει τον σχηματισμό όγκων παρά την παρουσία τους".

Οι ερευνητές ανακάλυψαν και κάτι άλλο: ο φύλακας PROX1 πρέπει να είναι ενεργός όλο το εικοσιτετράωρο για να εκπληρώσει τη λειτουργία του. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με πολλούς άλλους γονιδιακούς διακόπτες, οι οποίοι, όπως ένας διακόπτης εναλλαγής, χρειάζεται να ενεργοποιούνται μόνο για λίγο.

Υπάρχουν ακόμη πολλά αναπάντητα ερωτήματα, αλλά είναι ήδη σαφές ότι η ανακάλυψη του μορίου του φύλακα θα μπορούσε να ανοίξει πόρτες για νέες θεραπείες.

Εάν ήταν δυνατόν να αυξηθεί η δραστηριότητα του PROX1 τοπικά στο ήπαρ, αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει μια καινοτόμο προσέγγιση για την πρόληψη και τη θεραπεία του καρκίνου του ήπατος.

Δεν είναι σαφές αν υπάρχουν παρόμοιοι φύλακες και σε άλλα όργανα. Ο Moritz Mall και η Judith Zaugg είναι πεπεισμένοι γι' αυτό και θέλουν να συνεχίσουν την επιτυχημένη ερευνητική τους συμμαχία στο μέλλον.

Πηγές:
Γερμανικό Κέντρο Ερευνών για τον Καρκίνο

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Αξονικές και μαγνητικές τομογραφίες συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή
ΕΟΔΥ: Παραμένει επιθετική η γρίπη - 4 ακόμη θάνατοι, 2 ασθενείς στη ΜΕΘ
Εξέταση αίματος προβλέπει την ανάρρωση από τραυματισμό σπονδυλικής στήλης [μελέτη]