Γιατί ορισμένοι καρκίνοι εξελίσσονται πιο επιθετικά και οδηγούν σε χειρότερη πρόγνωση; Σε αυτό το ερώτημα επιχειρούν να απαντήσουν βιολόγοι του Virginia Tech, με νέα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν στις 25 Μαΐου στο Proceedings of the National Academy of Sciences και νωρίτερα φέτος στο Cancer Research.
- Γράφει η Χριστίνα Χατζηπαλαμουτζή
Στο εργαστήριο, η μεταπτυχιακή φοιτήτρια βιολογικών επιστημών Megan Sweet εξετάζει λεπτές τομές όγκων που έχουν αναπτυχθεί σε πειραματικά μοντέλα. Οι τομές αυτές είναι τόσο λεπτές ώστε γίνονται σχεδόν διαφανείς. Στη συνέχεια, χρωματίζονται ειδικές κυτταρικές δομές, ώστε οι ερευνητές να μελετήσουν την αρχιτεκτονική του όγκου στο μικροσκόπιο.
Πίσω από αυτή την απαιτητική διαδικασία βρίσκεται ένα βασικό ερευνητικό ζητούμενο: πώς εξελίσσονται οι όγκοι και γιατί ορισμένοι αποκτούν μεγαλύτερη ικανότητα ανάπτυξης, διήθησης και αντοχής στη θεραπεία.
Όταν τα λάθη στα χρωμοσώματα συσσωρεύονται
Τα περισσότερα φυσιολογικά κύτταρα του ανθρώπινου σώματος είναι διπλοειδή. Αυτό σημαίνει ότι διαθέτουν δύο αντίγραφα κάθε χρωμοσώματος, ένα από κάθε γονέα.
Κατά τη φυσιολογική κυτταρική διαίρεση, ένα διπλοειδές κύτταρο δημιουργεί νέα διπλοειδή κύτταρα. Ωστόσο, κάποιες φορές η διαίρεση γίνεται με λάθη, με αποτέλεσμα να διαταράσσεται ο αριθμός των χρωμοσωμάτων. Όταν αυτά τα λάθη αναπαράγονται, μπορούν να συσσωρευτούν και να συμβάλουν στην εμφάνιση ή στην εξέλιξη νοσημάτων όπως ο καρκίνος.
Η ομάδα της κυτταρικής βιολόγου Daniela Cimini, στην οποία συμμετέχουν η Megan Sweet και ο μεταπτυχιακός φοιτητής Mat Bloomfield, μελετά εδώ και πέντε χρόνια κύτταρα με ανώμαλο αριθμό χρωμοσωμάτων, ένα από τα χαρακτηριστικά που συχνά συνδέονται με την καρκινογένεση.
Τι είναι η τετραπλοειδία
Για να δημιουργήσουν το κατάλληλο μοντέλο μελέτης, οι ερευνητές ανάγκασαν διπλοειδή καρκινικά κύτταρα να αντιγράψουν τα χρωμοσώματά τους χωρίς όμως να ολοκληρώσουν τη διαίρεση. Έτσι προέκυψαν τετραπλοειδή κύτταρα, δηλαδή κύτταρα με τέσσερις πλήρεις σειρές χρωμοσωμάτων.
Τα κύτταρα αυτά δεν αποτελούν μόνο εργαστηριακό φαινόμενο. Όταν η τετραπλοειδία εμφανίζεται κατά την ανάπτυξη ανθρώπινων όγκων, συνδέεται με εξέλιξη της νόσου και χειρότερη πρόγνωση.
Το κρίσιμο ερώτημα είναι γιατί τα τετραπλοειδή κύτταρα κάνουν έναν όγκο πιο επικίνδυνο.
Μη καρκινικά κύτταρα στηρίζουν την ανάπτυξη του όγκου
Για να απαντήσουν, η Sweet και ο Bloomfield συνέκριναν όγκους που σχηματίστηκαν από διπλοειδή καρκινικά κύτταρα με όγκους που προήλθαν από τετραπλοειδή καρκινικά κύτταρα.
Παρατήρησαν ότι, κατά τον σχηματισμό των όγκων σε ποντίκια, ο αριθμός των τετραπλοειδών κυττάρων μειωνόταν. Παρόλα αυτά, η μάζα του όγκου αυξανόταν γρήγορα και σημαντικά.
Η εξήγηση ήρθε από ένα εύρημα που καταγράφεται για πρώτη φορά: η ανάπτυξη του όγκου φαίνεται ότι ενισχύεται από την προσέλκυση στρωματικών κυττάρων, δηλαδή μη καρκινικών κυττάρων του συνδετικού ιστού που παρέχουν δομική υποστήριξη.
Σύμφωνα με τη Megan Sweet, ακόμη και ένα μικρό ποσοστό τετραπλοειδών κυττάρων μπορεί να προάγει την προσέλκυση επιπλέον μη καρκινικών κυττάρων, τα οποία στηρίζουν περαιτέρω την εξέλιξη του όγκου.
Το μέγεθος των κυττάρων ως πιθανός δείκτης κινδύνου
Η δεύτερη ερευνητική προσέγγιση επικεντρώθηκε στη φυσιολογία των τετραπλοειδών κυττάρων. Όταν ο Mat Bloomfield δημιούργησε τετραπλοειδή κύτταρα από ανθρώπινης προέλευσης καρκινικά κύτταρα και απομόνωσε κλώνους ενός κυττάρου, παρατήρησε κάτι απρόσμενο: οι κλώνοι δεν είχαν όλοι το ίδιο μέγεθος.
Οι ερευνητές περίμεναν ότι όλα τα τετραπλοειδή κύτταρα θα ήταν περίπου διπλάσια σε μέγεθος από τα διπλοειδή, λόγω του επιπλέον γενετικού υλικού. Ωστόσο, ορισμένα ήταν κατά 25% έως 30% μικρότερα από το αναμενόμενο.
Τα μικρότερα αυτά κύτταρα αποδείχθηκαν πιο ογκογόνα. Αναπτύσσονταν ταχύτερα, ήταν πιο διηθητικά και εμφάνιζαν μεγαλύτερη ανοχή σε κοινά αντικαρκινικά και στρεσογόνα φάρμακα.
Επιθετικότητα σε καρκίνο παχέος εντέρου και μαστού
Μεταγενέστερα πειράματα σε ποντίκια έδειξαν ότι οι όγκοι με μικρότερα τετραπλοειδή κύτταρα αυξάνονταν συχνά ταχύτερα.
Το εύρημα δεν περιορίστηκε σε έναν μόνο τύπο καρκίνου. Οι ερευνητές παρατήρησαν παρόμοια συμπεριφορά σε καρκινικά κύτταρα παχέος εντέρου και μαστού, γεγονός που ενισχύει την υπόθεση ότι το μέγεθος των τετραπλοειδών κυττάρων μπορεί να αποτελεί ευρύτερο βιολογικό δείκτη επιθετικότητας.
Τι δείχνουν τα δεδομένα ασθενών
Το επόμενο ερώτημα ήταν αν τα ίδια ευρήματα έχουν σημασία και στους ανθρώπους. Για τον σκοπό αυτό, η ερευνητική ομάδα αξιοποίησε δεδομένα από το Cancer Genome Atlas, μια μεγάλη βάση με χιλιάδες καταγεγραμμένα δείγματα ασθενών.
Η ανάλυση έδειξε ότι μικρότερα τετραπλοειδή κύτταρα σε διάφορους τύπους καρκίνου συνδέονταν πράγματι με χειρότερη πρόγνωση και χαμηλότερα ποσοστά επιβίωσης.
Η Daniela Cimini σημείωσε ότι ήταν ήδη γνωστό πως η τετραπλοειδία μπορεί να αυξήσει την ογκογονικότητα των κυττάρων. Ωστόσο, τα νέα ευρήματα δείχνουν ότι όταν ενσωματώνεται και το μέγεθος των κυττάρων, η πρόβλεψη του ογκογόνου δυναμικού γίνεται πιο ακριβής.
Κάντε like στη σελίδα μας στο facebook για να μαθαίνετε όλα τα νέα
Διαβάστε επίσης
Καρκίνος παχέος εντέρου: Η τοξίνη του εντέρου που ανησυχεί τους επιστήμονες
Γαστρεντερικοί καρκίνοι: Χάπι βοήθησε ασθενείς να συνεχίσουν τη χημειοθεραπεία
