Проучване как оцеляват раковите клетки - Институт за изследване на рака, Лондон

Изследователи от Института за изследване на рака (ICR), Лондон съобщават, че раковите клетки имат способността да променят размера си, за да се адаптират към различни предизвикателства в тяхната среда, включително лечение с лекарства.

Използвайки биохимично профилиране и математически анализ изследователите идентифицират генетични промени, които допринасят за разликите в размера на раковите клетки.

Изследването предполага, че по-малките ракови клетки могат да бъдат насочени към химиотерапия и таргетни лекарства докато по-големите ракови клетки могат да реагират по-добре на имунотерапия.

Проучване публикувано в списание Science Advances и финансирано от Института за изследване на рака използва усъвършенстван анализ на изображения и изследване на ДНК/протеин, за да изследва регулирането на размера на меланомните клетки, вид рак на кожата.

Меланомът може да бъде причинен от различни   генетични мутации. Две от най-често срещаните са мутация на ген BRAF, която присъства в около 50% от случаите и мутация на NRAS, която се открива в около 25% от случаите.

Раковите клетки с различни мутации могат да имат различни размери. По-малките клетки имат повече протеини, които могат да "поправят" тяхната ДНК когато се повреди така, че могат да се справят с повече щети от по-големите клетки.

Изследователите съобщават, че лекарства, които блокират протеини за възстановяване на ДНК в комбинация с химиотерапия могат да работят добре срещу по-малките ракови клетки.

По-големите ракови клетки обаче натрупват увреждане на ДНК и мутации, което ги прави по-малко зависими от процесите за възстановяване на ДНК. Това означава, че същите лекарства може да не действат толкова добре срещу тях.

Размерът на раковите клетки може да варира в зависимост от мутацията като BRAF-мутантните клетки са малки, а NRAS-мутантните клетки са големи, особено тези резистентни към лекарства.

По-малките клетки имат повече протеини за възстановяване на ДНК, което ги прави по-добре подготвени да се справят с увреждане на ДНК. Изследователите предполагат, че използването на лекарства, които блокират тези възстановяващи протеини като инхибитори на PARP в комбинация с химиотерапия може да бъде по-ефективно срещу по-малки клетки.

По-големите NRAS-мутантни ракови клетки натрупват мутации и увреждане на ДНК, така че може да не зависят толкова много от процесите за възстановяване на ДНК, което прави химиотерапията и PARP инхибиторите по-малко ефективни срещу тях. Насочването към по-големи ракови клетки може да засили имунотерапията.

Изследователите предполагат, че по-големите ракови клетки могат да бъдат по-добри мишени за имунотерапия тъй като имат повече мутации, което може да ги направи по-чужди за тялото. Провеждат се допълнителни проучвания за изследване на тази теория.

Проучването се концентрира върху раковите клетки на кожата, но изследователите казват, че способността на раковите клетки да променят размера си и как това влияе на отговора на лечението е срещана при   множество видове рак.

Те казват, че вече са открили подобни механизми при рак на гърдата и в момента проучват дали това откритие може да се приложи при рак на главата и   шията. Това откритие помага да се обясни как размерът на клетките влияе върху рака и да се предвиди как пациентите с рак ще реагират на различни лечения само чрез анализиране на размера на клетките.

Това също може да помогне за подобряване на ефективността на лечения като имунотерапия или лъчетерапия чрез използване на съществуващи лекарства за манипулиране на раковите клетки до желания размер.

Раковите клетки се променят по размер

Професор Крис Бакал, водещ автор на изследването и професор по морфодинамика на рака в Института за изследване на рака обяснява ключовите констатации: "Открихме, че раковите клетки могат да се свиват или да се увеличават, за да оцелеят при лечение с лекарства или други предизвикателства в тяхната среда.

Използвахме анализ на изображения и протеомика, за да покажем за първи път, че определени генетични и протеинови промени водят до контролирана промяна в размера на раковите клетки. Например протеиновите промени, които позволяват на раковите клетки да се свиват или растат могат също да позволят на раковите клетки да се възстановят по-добре или да издържат на увреждане на ДНК причинено от лечения като химиотерапия, което означава, че те стават резистентни към лечението. Това означава, че можем да предвидим как раковите клетки ще реагират на лечението въз основа на техния размер".

Какви са последиците за бъдещите лечения?

Бакал обяснява: "Това изследване има значение за начина по който се лекуват пациентите и в бъдеще патолозите може да са в състояние да разгледат размера на клетките, за да предскажат дали дадено лекарство ще действа или дали клетките ще устоят на лечението. В бъдеще може дори да е възможно да се използва изкуствен интелект, за да се помогне на патолозите да вземат бързи решения за лечение въз основа на размера на клетката.

Нашата работа предполага, че по-малките клетки могат да бъдат по-уязвими към агенти увреждащи ДНК като химиотерапия комбинирана с таргетни лекарства докато по-големите ракови клетки могат да реагират по-добре на имунотерапия".

Д-р Дунг Трин, главен медицински директор в Healthy Brain Clinic казва: „Това изследване върху размера на раковите клетки и контрола на пролиферацията добавя към нашата база от знания, че раковите мутации не са напълно случайни, а по-скоро окончателни действия за оцеляване. Проучването установява, че раковите клетки с по-малки протеоми са в състояние да преодолеят ограниченията на наличността на хранителни вещества и да поддържат оцеляването си чрез пренасочване на метаболитните пътища. Това допълнително подкрепя идеята, че раковите клетки не са просто продукт на произволни мутации, а по-скоро резултат от сложен и динамичен процес на клетъчна адаптация и селекция. Но има ограничения за изследването. Например данните, които анализирахме бяха от обикновените меланоми, но за по-редките видове меланоми или със сигурност други видове рак  трябва да докажем, че се прилагат същите принципи“.

Въпреки това Бакал подчертава, че имат „добри улики от пациенти с пигментна ксеродерма и рак на гърдата, че същите принципи важат“. Xeroderma pigmentosum е генетично заболяване, което включва намалена способност на кожата да възстановява увреждане на ДНК включително от слънцето и може да доведе до рак на кожата.

Последиците от това изследване са значими както за пациентите така и за обществеността.

За пациентите това изследване може да доведе до разработването на по-ефективни и целенасочени терапии, които са насочени специално към механизмите контролиращи размера и пролиферацията на раковите клетки. Това потенциално би могло да подобри резултатите от лечението, да намали страничните ефекти и да увеличи процента на преживяемост припациенти с рак.

За обществеността това може да осигури по-добро разбиране на основните механизми на рака, което може да доведе до по-ранно откриване и превенция на болестта. Това може също така да доведе до разработването на нови диагностични инструменти и биомаркери, които помагат за идентифицирането на високорискови пациенти и информират решенията за лечение.

Това изследване дава ценна представа за сложната биология на рака и има потенциала да подобри лечението и резултатите на пациентите както и да подобри разбирането на медицинските специалисти.

https://www.medicalnewstoday.com