Οι επιστήμονες μόλις ανακάλυψαν την κρυφή πηγή ενέργειας των καρκινικών κυττάρων

Συγκεκριμένα, πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη αποκάλυψε ότι τα καρκινικά κύτταρα παράγουν ένα άμεσο «κύμα ενέργειας», όταν πιέζονται φυσικά, βοηθώντας τα να κινηθούν, να εισβάλουν στους ιστούς και να αντισταθούν στη θεραπεία.

Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς λειτουργεί αυτή η μηχανική ενεργειακή απόκριση, γιατί είναι σημαντική για την κατανόηση της εξάπλωσης του καρκίνου (μετάσταση) και πώς μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων θεραπειών, που εμποδίζουν τους όγκους να εκμεταλλεύονται τις φυσικές δυνάμεις στο σώμα.

Πώς αντιδρούν τα καρκινικά κύτταρα στην φυσική πίεση

Ερευνητές από το Ερευνητικό Κέντρο του Νοσοκομείου του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ διαπίστωσαν ότι όταν τα καρκινικά κύτταρα συμπιέζονται φυσικά -όπως συμβαίνει συχνά σε συνωστισμένους όγκους- ενεργοποιούν αμέσως μια βιοχημική αντίδραση που απελευθερώνει ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη): το μόριο που τροφοδοτεί όλη την κυτταρική δραστηριότητα.

Αυτή η «έκρηξη ενέργειας» λειτουργεί ως μηχανικός μηχανισμός επιβίωσης, επιτρέποντας στα κύτταρα να προσαρμόζονται και να προωθούνται μέσω των γύρω ιστών. Στην ουσία, όταν τα καρκινικά κύτταρα πιέζονται, δεν αποδυναμώνονται, αλλά… αντιστέκονται με περισσότερη ενέργεια.

Αυτή η διαδικασία παρατηρήθηκε σε πραγματικό χρόνο, χρησιμοποιώντας προηγμένα εργαλεία απεικόνισης και νανοκλίμακας. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Communications, υποδηλώνουν ότι το μηχανικό στρες παίζει πολύ πιο ενεργό ρόλο στην εξέλιξη του όγκου απ’ ό,τι είχαν προηγουμένως αντιληφθεί οι επιστήμονες.

Γιατί αυτή η ενεργειακή απόκριση έχει σημασία στην εξάπλωση του καρκίνου

Η μηχανική ενεργειακή αντίδραση μπορεί να εξηγήσει γιατί τα καρκινικά κύτταρα είναι τόσο διεισδυτικά και ανθεκτικά. Τα καρκινικά περιβάλλοντα είναι πυκνά και σφιχτά συσκευασμένα, δημιουργώντας συνεχή φυσική καταπόνηση. Αντί να καταστρέφονται από αυτήν την πίεση, τα καρκινικά κύτταρα την χρησιμοποιούν προς όφελός τους.

Αυτή η αυτοπαραγόμενη ενέργεια βοηθά τα κύτταρα:

• Να κινούνται και να κάνουν μετάσταση μέσω κοντινών ιστών.
• Να αντιστέκονται στον κυτταρικό θάνατο υπό θεραπευτικό στρες.
• Να τροποποιούν τον μεταβολισμό, επιτρέποντας στους όγκους να επιβιώνουν σε περιβάλλοντα χαμηλού οξυγόνου.

Η μελέτη διαπίστωσε ότι η απελευθέρωση ATP, που προκαλείται από την πίεση, πιθανότατα συνδέεται με μηχανοευαίσθητα κανάλια και μιτοχόνδρια: δίκτυα σηματοδότησης που μετατρέπουν τη φυσική δύναμη σε μεταβολική ενεργοποίηση. Αυτά τα ευρήματα ανοίγουν νέες δυνατότητες για τη στόχευση των μηχανικών οδών του καρκίνου, ενός προηγουμένως ανεξερεύνητου πεδίου γνωστό ως μηχανοβιολογία.

Πιθανές επιπτώσεις για τη θεραπεία του καρκίνου

Η κατανόηση αυτού του ενεργειακού μηχανισμού θα μπορούσε να μεταμορφώσει τη θεραπεία του καρκίνου, εστιάζοντας στον τρόπο με τον οποίο τα καρκινικά κύτταρα αντιλαμβάνονται και αντιδρούν στο φυσικό στρες, και όχι μόνο σε γενετικές μεταλλάξεις ή βιοχημικές οδούς.

Οι μελλοντικές θεραπείες θα μπορούσαν να στοχεύουν στο:

• Να εμποδίσουν την ενεργειακή απότομη αύξηση που προκαλείται από το μηχανικό στρες, αποδυναμώνοντας την ικανότητα των καρκινικών κυττάρων να κινούνται ή να αντιστέκονται στα φάρμακα.
• Να συνδυάσουν φάρμακα που βασίζονται στη μηχανοβιολογία με χημειοθεραπεία για να μειώσουν την διεισδυτικότητα του όγκου.
• Να αναπτύξουν νέα διαγνωστικά τεστ που θα ανιχνεύουν μη φυσιολογικές κυτταρικές αποκρίσεις στη συμπίεση.

Οι ερευνητές τονίζουν ότι ενώ αυτά τα ευρήματα βρίσκονται στα αρχικά στάδια, αναδεικνύουν μια κρίσιμη, προηγουμένως κρυφή διάσταση της βιολογίας του καρκίνου, μια διάσταση που θα μπορούσε να οδηγήσει σε εντελώς νέες θεραπευτικές στρατηγικές.

Συχνές Ερωτήσεις

Τι σημαίνει ότι τα καρκινικά κύτταρα «παράγουν ενέργεια όταν συμπιέζονται»;

Σημαίνει ότι η φυσική πίεση στα καρκινικά κύτταρα πυροδοτεί μια άμεση μεταβολική αντίδραση που απελευθερώνει ATP: το κύριο μόριο ενέργειας στο σώμα. Αυτό δίνει στα κύτταρα επιπλέον «καύσιμο» για να κινηθούν, να επιβιώσουν και να εισβάλουν σε άλλους ιστούς.

Γιατί οι όγκοι βρίσκονται υπό πίεση εξαρχής;

Καθώς οι όγκοι αναπτύσσονται γρήγορα, δημιουργούν πυκνά κυτταρικά περιβάλλοντα και κακή κυκλοφορία του αίματος. Αυτό οδηγεί σε μηχανική συμπίεση από γειτονικά κύτταρα, ακαμψία ιστών και πρήξιμο. Όλα αυτά αυξάνουν την εσωτερική πίεση στα κύτταρα.

Θα μπορούσε η στόχευση της μηχανικής πίεσης να βοηθήσει στην πρόληψη του καρκίνου;

Δυνητικά ναι. Διακόπτοντας τις μοριακές οδούς που μετατρέπουν τη φυσική πίεση σε ενέργεια, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να κάνουν τα καρκινικά κύτταρα λιγότερο κινητά και πιο ευάλωτα στις υπάρχουσες θεραπείες.

Είναι αυτή η απόκριση μοναδική στα καρκινικά κύτταρα;

Τα υγιή κύτταρα αντιδρούν επίσης στο μηχανικό στρες, αλλά τα καρκινικά κύτταρα φαίνεται να εκμεταλλεύονται αυτή τη διαδικασία πολύ πιο επιθετικά, χρησιμοποιώντας την για να ενισχύσουν την ανάπτυξη και την επιβίωση αντί να διατηρούν την ισορροπία.

Ποια είναι τα επόμενα ερευνητικά βήματα;

Μελλοντικές μελέτες θα δοκιμάσουν φάρμακα που μπορούν να μπλοκάρουν την αύξηση της ATP ή να τροποποιήσουν τις πρωτεΐνες που ανιχνεύουν το μηχανικό στρες. Οι ερευνητές στοχεύουν επίσης να παρατηρήσουν το φαινόμενο σε ανθρώπινους όγκους, για να επιβεβαιώσουν τον ρόλο του στη μετάσταση.

Συμπέρασμα

Αυτή η νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι ο καρκίνος δεν είναι απλώς μια βιοχημική ασθένεια, αλλά είναι και μηχανική. Δείχνοντας ότι τα καρκινικά κύτταρα παράγουν άμεσα ενέργεια όταν συμπιέζονται φυσικά, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια κρυφή δύναμη που μπορεί να εξηγήσει την ανθεκτικότητά τους.

Η στόχευση αυτής της μηχανικής ενεργειακής οδού θα μπορούσε να επαναπροσδιορίσει τη θεραπεία του καρκίνου, προσφέροντας νέα ελπίδα για την επιβράδυνση της ανάπτυξης των όγκων και την πρόληψη της μετάστασης.

Πηγές:
sciencedaily.com
cancer.gov
medicalnewstoday.com
frontiersin.org