Kuidas aitab kasvaja happesus vähil levida?
Uurides kasvajate happeliste piirkondade rakkudega, on teadlased avastanud uut teavet vähi invasiivsuse ja leviku kohta. Avastus võib viia agressiivsete kasvajate parema ravini.
Cambridge'is asuva Massachusettsi tehnoloogiainstituudi (MIT) teadlased leidsid, et happelised või madala pH-ga kasvajapiirkonnad muudavad geeniekspressiooni vähirakkudes viisil, mis muudab need agressiivsemaks.
Ajakirjas ilmuvas dokumendis Vähiuuringudkirjeldavad nad, kuidas kasvaja happesuse vähendamise abil suutsid nad protsessi hiirtel ümber pöörata.
"Kasvajaatsidoos," ütleb esimese uuringu autor Nazanin Rohani Ph.D., kes oli töö lõpetades MITi Kochi integreerivate vähiuuringute instituudi järeldoktorant, "tekitab rakkude sissetungimisega seotud molekulide ekspressiooni ja ränne.
"See ümberprogrammeerimine, mis on rakusisene reaktsioon rakuvälise pH langusele, annab vähirakkudele võime madala pH tingimustes ellu jääda ja paljuneda."
Metastaasid ja kasvaja keskkond
Metastaas on keeruline protsess, mille käigus vähirakud muutuvad liikuvaks, eralduvad primaarsetest kasvajatest, tungivad lähedal asuvatesse kudedesse, migreeruvad ja seavad seejärel sekundaarsed kasvajad keha teistesse osadesse.
Ligikaudu 9 kõigist vähisurmadest kümnes on seotud metastaasidega. Ilma metastaasideta oleks vähk palju hallatavam ja kergem haigus.
Oli aeg, mil teadlased uskusid, et kasvajate metastaaside tekkimise võimalus sõltub ainult vähirakkude muutustest.
Sellest ajast alates on teadlased siiski teada saanud, et “vähi pahaloomuline progresseerumine” sõltub ka vähirakkudest, mis osalevad neid ümbritseva koe teiste osade või tuumori mikrokeskkonnaga “keerukas koostoimevõrgus”.
Nüüd on teadlaste seas hea arusaam, et kasvajad ei ole lihtsalt paljunevate vähirakkude kogumid, vaid "elusolendid", mis koosnevad paljudest erinevat tüüpi rakkudest. Tegelikult võib kasvajakoe keerukus isegi ületada tervete kudede keerukust.
Uuring, mille dr Rohani ja tema kolleegid ette võtsid, lisab üha enam teadmisi kasvaja mikrokeskkondadest ja nende panusest metastaasidesse.
Kasvaja happesuse kaardistamine
Varasemad uuringud olid juba tuvastanud, et happesusel kasvaja mikrokeskkonnas oli võimas mõju vähi invasiivsusele. Selge polnud aga see, kuidas kasvaja happesus varieerus ja kuidas see muutis geene, et muuta kasvajarakud invasiivsemaks.
Enne hiljutist uuringut valitses seisukoht, et kasvajate kõrge happesus esines peamiselt halva verevarustusega hapnikunäljas piirkondades.
Uurimiseks kasutasid MIT-i teadlased hiirte rinnavähi kasvajate happesuse kaardistamiseks pH-sondi.
Kui pH-sond tuvastab raku happelises keskkonnas, sisestab see raku membraanile väikese valgu molekuli. Sel viisil saavad teadlased märgistada ja tuvastada rakke kasvajate happelistes piirkondades.
Oma üllatuseks leidis meeskond, et happelised piirkonnad ei esine ainult tuumori sees olevates hüpoksilistes või hapnikunäljas olevates taskutes. Kasvajate pinnad - seal, kus nad ühenduvad strooma või neid ümbritseva "struktuurkoega" - sisaldasid ka happelisi piirkondi.
See avastus viitas sellele, et hapniku nälgimine ei olnud kasvajate happesuse peamine põhjus. Lähemal uurimisel leidsid teadlased kasvaja pinnal mikrokeskkonna happesuse erineva põhjuse.
Kasvaja happesuse vähendamine
Selgus, et paljude rinnakasvajate pinnal olevate rakkude metabolism on muutunud aeroobseks glükolüüsiks. Seda tüüpi ainevahetus toodab piimhapet, mis muutis kasvaja mikrokeskkonna happelisemaks.
Nendes happelistes kasvaja pinnapiirkondades olid rakud muutnud oma geene, et lülitada sisse invasiooni ja metastaase soodustavad protsessid.
Aktiveeritud geenid hõlmasid sellist, mis osaleb embrüo arengus ja toodab valku, mis aitab rakkude rännet vereringe kaudu. Teine oli selline, mis muudab kasvajarakud ümbritsevatesse kudedesse paremini tungivateks.
Teises katses leidis meeskond, et kasvaja mikrokeskkonna happesuse vähendamine viis geeniekspressioonid tagasi peaaegu normaalseks.
Teadlased vähendasid hiirte tuumori happesust, lisades nende joogiveele naatriumvesinikkarbonaati. Teised uuringud on samuti leidnud, et see vähendab metastaase hiirtel.
Vanemuuringu autor Frank B. Gertler, kes on MIT-i bioloogiaprofessor, ütleb, et inimesed ei talu naatriumvesinikkarbonaati ja seega ei oleks see neile sobiv potentsiaalne ravi.
"Muud meetodid, mis keskenduksid fokuseeritumalt hapendamisele, võiksid olla väga kasulikud."
Prof Frank B. Gertler
