Kuinka kasvaimen happamuus auttaa syöpää leviämään?
Tutkimalla, mitä soluille tapahtuu kasvainten happoalueilla, tutkijat ovat paljastaneet uutta tietoa syövän invasiivisuudesta ja leviämisestä. Löytö voi johtaa parempiin hoitoihin aggressiivisille kasvaimille.
Cambridgen Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) tutkijat havaitsivat, että happamat tai matalan pH-arvon omaavat kasvainalueet muuttavat geeniekspressiota syöpäsoluissa tavalla, joka tekee niistä aggressiivisempia.
Lehdessä ilmestyvässä lehdessä Syöpätutkimus, he kuvaavat kuinka vähentämällä kasvaimen happamuutta he pystyivät kääntämään prosessin hiirissä.
"Kasvaimen asidoosi", sanoo ensimmäisen tutkimuksen tekijä Nazanin Rohani Ph.D., joka oli tutkijatohtorina MIT: n Koch-instituutissa integraalisen syöpätutkimuksen alaisuudessa, kun hän työnsä päätti, "saa aikaan solujen hyökkäykseen osallistuvien molekyylien ilmentymisen ja muuttoliike.
"Tämä uudelleenohjelmointi, joka on solunsisäinen vaste solunulkoisen pH-arvon laskulle, antaa syöpäsoluille mahdollisuuden selviytyä alhaisen pH-arvon olosuhteissa ja lisääntyä."
Metastaasi ja kasvainympäristö
Metastaasi on monimutkainen prosessi, jonka kautta syöpäsolut liikkuvat, irtoavat itsestään primaarikasvaimista, hyökkäävät läheiseen kudokseen, siirtyvät ja asettavat sitten toissijaiset kasvaimet muihin kehon osiin.
Noin yhdeksän kymmenestä kaikista syöpäkuolemista "liittyy etäpesäkkeisiin". Ilman etäpesäkkeitä syöpä olisi paljon hallittavampi ja vähemmän vakava sairaus.
Oli aika, jolloin tutkijat uskoivat, että kasvainten mahdollisuus metastasoitua riippui vain syöpäsolujen muutoksista.
Siitä lähtien tutkijat ovat kuitenkin oppineet, että "syövän pahanlaatuinen eteneminen" riippuu myös siitä, että syöpäsolut osallistuvat "monimutkaiseen vuorovaikutusverkkoon" niitä ympäröivän kudoksen muiden osien tai kasvaimen mikroympäristön kanssa.
Tiedemiehet ovat nyt ymmärtäneet hyvin, että kasvaimet eivät ole pelkästään lisääntyvien syöpäsolujen kokoelmia, vaan "eläviä olentoja", jotka käsittävät monia erityyppisiä soluja. Itse asiassa kasvainkudoksen monimutkaisuus "voi jopa ylittää" terveiden kudosten monimutkaisuuden.
Tutkimus, jonka tohtori Rohani ja hänen kollegansa tekivät, lisää kasvavaa tietoa kasvaimen mikroympäristöistä ja niiden osuudesta etäpesäkkeissä.
Kasvaimen happamuuden kartoittaminen
Aikaisemmat tutkimukset olivat jo osoittaneet, että happamuudella kasvaimen mikroympäristössä oli voimakas vaikutus syövän invasiivisuuteen. Mutta ei ollut selvää, kuinka happamuus vaihteli kasvaimessa ja kuinka se voi muuttaa geenejä kasvainsolujen invasiivisemmaksi.
Ennen äskettäistä tutkimusta vallitsi näkemys, että kasvainten korkea happamuus esiintyi pääasiassa alueilla, joissa happea oli nälkää ja joilla oli huono verenkierto.
Tutkimuksessaan MIT-tutkijat käyttivät "pH-koetinta" kartoittamaan hiirien rintasyöpäkasvainten happamuutta.
Kun pH-koetin havaitsee solun happamassa ympäristössä, se lisää pienen proteiinimolekyylin solun kalvoon. Tällä tavalla tutkijat voivat merkitä ja tunnistaa solut kasvainten happamilla alueilla.
Yllätykseksi joukkue havaitsi, että happoalueita ei ollut läsnä vain hypoksisissa tai happinappeissa olevissa taskuissa kasvainten sisällä. Kasvainten pinnat - missä ne yhdistyvät stroomaan tai niitä ympäröivään "rakennekudokseen" - sisälsivät myös happamia alueita.
Tämä löytö viittasi siihen, että hapen nälkä ei ollut tärkein syy kasvainten happamuuteen. Lähemmässä tutkimuksessa tutkijat löysivät toisen syyn mikroympäristön happamuudelle kasvaimen pinnalla.
Kasvaimen happamuuden vähentäminen
Vaikuttaa siltä, että monien rintasyöpien pinnalla olevien solujen metabolia oli muuttunut aerobiseksi glykolyysiksi. Tämän tyyppinen aineenvaihdunta tuottaa maitohappoa, mikä teki kasvaimen mikroympäristöstä happamamman.
Näillä happamilla tuumorien pinta-alueilla solut olivat muuttaneet geenejä käynnistääkseen prosessit, jotka suosivat hyökkäystä ja etäpesäkkeitä.
Aktivoidut geenit sisälsivät sellaisen, joka on mukana alkion kehityksessä ja tuottaa proteiinia, joka auttaa solujen migraatiota verenkierron kautta. Toinen oli sellainen, joka tekee kasvainsoluista kykenevän tunkeutumaan ympäröivään kudokseen.
Toisessa kokeiden sarjassa ryhmä havaitsi, että kasvaimen mikroympäristön happamuuden vähentäminen palautti geeniekspressiot melkein normaaliksi.
Tutkijat vähenivät kasvainten happamuutta hiirissä lisäämällä natriumbikarbonaattia juomaveteen. Muut tutkimukset ovat myös havainneet, että tämä vähentää metastaasia hiirissä.
Vanhempi tutkimuksen kirjoittaja Frank B.Gertler, joka on biologian professori MIT: ssä, sanoo, että ihmiset eivät siedä natriumbikarbonaattia, joten se ei olisi sopiva potentiaalinen hoito heille.
"Muilla menetelmillä, jotka kohdentavat entistä tarkemmin happamoitumisen, voi olla suuri arvo."
Professori Frank B.Gertler
