Kanibalismus, splývání a sebepojídání: Čeští vědci odhalili obranné strategie nádorů

- Člověk autor: Jan Toman

Vědci a lékaři zabývající se rakovinným bujením už nějakou dobu vědí, že maligní nádory nejsou jen "hloupé" kupy poblázněných buněk. Na jejich počátku stojí několik mutací, které konkrétní buňku vychýlí od normálního fungování k nekontrolovanému množení. Vznikající nádor ale nezřídka připomíná spíše samostatný organismus parazitující na svém hostiteli. 

Rakovina prostaty patří mezi nejagresivnější nádory

Rakovina prostaty patří mezi nejagresivnější nádory,zdroj: Profimedia.cz

Není žádným tajemstvím, že některé maligní nádory mohou vysílat metastáze, jakési zárodky dalších nádorů, do ostatních tkání.

Až v posledních letech se ale ve vší úplnosti ukazuje, jak složité stavby některé nádory dosahují – mohou mít několik vrstev a složité cévní zásobení, jejich buňky mohou provozovat splývání ne nepodobné pohlavnímu množení a proti imunitnímu systému se brání řadou důmyslných technik.

Právě různé způsoby obrany nádorových buněk před obranyschopností člověka a podávanými léčivy prozkoumal tým výzkumníků z Masarykovy univerzity v Brně. Buňky maligních nádorů podle všeho složitě interagují mezi sebou a děje, které se v nádoru odehrávají, dokonce vzdáleně připomínají některá krizová řešení volně žijících mikrobů.

Tým brněnských vědců svůj výzkum založil na buňkách pocházejících z nádoru prostaty. Pokročilá stádia tohoto nádoru vykazují značnou odolnost proti různým druhům léčiv a jsou jedním z nejagresivnějších druhů rakoviny vůbec. Většinou na ně nezabírají konvenční metody léčby a v dobré třetině případů metastázují.

Zvolená buněčná linie PC-3 navíc postrádá řadu pojistek, které by za standardních okolností zmutované buňky donutily k "buněčné sebevraždě" a zamezily tak rakovinnému bujení. Oproti jiným druhům rakovin buněčné linii PC-3 chybí i pojistka proti zmnožení genomu.

Její buňky tak mohou vesele splývat nebo vytvářet více jader, což značně rozšiřuje repertoár možných reakcí na obranyschopnost pacienta a podávané léky. Tato z lékařského hlediska vysoce negativní vlastnost ovšem představuje unikátní příležitost k průzkumu všech možných obranných reakcí nádorů a potažmo vývinu nových metod jejich léčby.

Jedna z uvažovaných metod léčby pozdních stádií rakoviny prostaty je založená na podávání látek, které v buňkách uvolňují volné radikály kyslíku. Jednou z těchto sloučenin je například plumbagin, přírodní látka pocházející z olověnce Plumbago zeylanica.

Taková strategie se na první pohled jeví přímo šíleně. Kyslíkaté radikály poškozují DNA, plumbagin tomu navíc napomáhá ještě jinými cestami, a rakovinu by tak tyto látky měly spíše vyvolávat než potlačovat.

Výše zmíněné nádorové buňky ovšem obsahují až čtyřnásobek mitochondrií, "elektráren" zajišťujících buněčné dýchání, které mohou pracovat v porovnání s kolegyněmi ze zdravých buněk až dvacetinásobnou rychlostí. Ty uvolňují obrovské množství volných radikálů potenciálně poškozujících DNA, se kterými se nádorové buňky musí vyrovnat.

Pokud by se je podařilo postrčit ještě dál, možná by tyto buňky opravy DNA už nestíhaly a jednoduše by zahynuly…

Experimenty s nádorovými buňkami ovšem odhalily, že tato strategie má jen malou šanci na úspěch. Buňky PC-3 se ukázaly být daleko zákeřnější, než kdokoli předpokládal. Poškozené či nepotřebné mitochondrie dokázaly během pozorování obklopit membránou a strávit, čímž se nejen zbavily zdroje kyslíkatých radikálů, ale navíc získaly energii pro další opravy.

Pod tlakem plumbaginu navíc některé buňky nádoru začaly požírat okolní buňky s cílem získat živiny a energii. Aby toho nebylo málo, některé buňky se "schovaly" uvnitř jiných buněk a izolovaly se tak před vlivy okolí. Buňky se očividně dokázaly trochu "odspecializovat", což potvrdila i analýza používaných genů.

Často navíc docházelo k namnožení genomu bez následného rozdělení na dvě dceřiné buňky. V průběhu pokusu tak stoupal podíl obrovských buněk s mnoha jádry, které dokázaly vykompenzovat řadu dílčích poškození původních buněk.

Tyto závěry, učiněné na buněčné kultuře nádoru prostaty, je možné do určité míry zobecnit i pro jiné druhy agresivních nádorů. Kvůli obranným strategiím bude jejich léčba zřejmě velmi komplikovaná. Nelze ovšem vyloučit, že některé z těchto obranných strategií půjde obrátit proti agresivním rakovinám samotným.

Tyto strategie jsou navíc mimořádně zajímavé i z biologického hlediska. Podobnou cestou mohlo kdysi v komunitě jednobuněčných organismů vzniknout pohlavní rozmnožování, které je rovněž založené na splývání buněk. Investice vložené do výzkumu rakovinných buněk se tak můžou vrátit hned několikrát.

Zdroj: J Balvan, J Gumulec, M Raudenska, A Krizova, P Stepka, P Babula, R Kizek, V Adam & M Masarik (2015): Oxidative Stress Resistance in Metastatic Prostate Cancer: Renewal by Self-Eating. PloS one 10(12).

Tagy: rakovina nemoci a nákazy zdraví a životní styl

Zdroje: Vlastní