Nowe spojrzenie na przesłuch między komórkami nowotworowymi a ich środowiskiem

Historycznie rzecz biorąc, badacze skupiali się na tym, jak geny komórek nowotworowych zmieniają swoją ekspresję w czasie. Na podstawie tych informacji naukowcy opracowali wiele strategii leczenia, a mimo to w samych Stanach Zjednoczonych co roku umiera ponad 600 000 osób.

„Nie poczyniliśmy tak dużego postępu w walce z rakiem, jak oczekiwaliśmy” – powiedział Bashar Eamon, badacz ze stopniem doktora w dziedzinie nauk mechanicznych i inżynierii w CELS (M-CELS/RBTE). „Nawet przy całym postępie przeżywalność pacjentów nie poprawiła się proporcjonalnie, biorąc pod uwagę ilość badań i funduszy wydanych na badania nad rakiem”.

W rezultacie ostatnio podjęto wysiłki mające na celu całościowe zrozumienie środowiska nowotworu. Komórki nowotworowe są otoczone przez nienowotworowe komórki zrębowe, z których najliczniej występują fibroblasty związane z nowotworem. Chociaż badacze uznali, że CAF odgrywają rolę w przerzutach, nie rozumieją sygnałów zaangażowanych w ten proces.

„W tym artykule skupiliśmy się na mikrośrodowisku nowotworu, ponieważ z biegiem czasu staje się ono sztywniejsze, i wiemy, że CAF mogą wyczuć tę zmianę” – powiedział Eamonn. „Chcieliśmy zrozumieć, w jaki sposób przekazują te informacje komórkom nowotworowym”.

Naukowcy hodowali ludzkie CAF z jelita grubego na żelach o rosnącej sztywności w zakresie od 1 kPa do 40 kPa. „Jeden kPa jest bardzo miękki, jak Jell-O, podczas gdy 40 kPa jest twardszy, jak gumki. Wyobraź sobie, że naciskasz palec na warstwę Jell-O lub gumy, jeden powinien przypominać naturalną teksturę, a drugi Podobnie jak Eamonn powiedział: „guz”.

Po wyizolowaniu i sekwencjonowaniu RNA z CAFS naukowcy byli w stanie porównać, które geny ulegały zróżnicowanej ekspresji w odpowiedzi na zwiększoną sztywność. Co więcej, udało im się także rozszyfrować zmiany w cząsteczkach i szlakach sygnalizacyjnych oraz monitorować, na które funkcje biologiczne miały one wpływ.

„Gradient rosnących ciśnień od 1 kPa do 40 kPa spowodował dramatyczne zmiany w ekspresji genów, co sugeruje, że te CAF były w stanie wyczuć zmiany w sztywności i przystosować się. Porównaj 1 kPa do 40 kPa, które jest podobne do ciśnienia wewnątrz guza. „Wykazało zróżnicowaną ekspresję genów i cząsteczek, które mogą mieć znaczenie dla rozwoju raka” – powiedział Yoo Jin Song, absolwent biologii komórki i rozwoju w laboratorium Prasanth.

W badaniu przyjrzano się CAF, podczas gdy inne grupy sprawdzały, jak komórki nowotworowe reagują na różne warunki stresowe. W przyszłych badaniach autorzy chcą połączyć oba typy komórek i zobaczyć, jak pojawi się przesłuch. „Nasze badanie było niezbędnym krokiem w tym kierunku, ponieważ najpierw musimy zrozumieć indywidualne reakcje każdego typu komórek, zanim zaczniemy badać ich interakcje” – powiedział Song.

„Znaczenie naszego artykułu polega na tym, że jest to bezstronny eksperyment, który monitoruje ekspresję kilku genów jednocześnie. Może być dobrym źródłem informacji dla innych badaczy, którzy chcą wiedzieć, czy interesujące ich geny zmieniają się w odpowiedzi na pewne zmiany genetyczne .” „Wytrzymałość” – powiedział Song.