Studiul leagă proteina secretată de vasele de sânge cu cancerul rezistent la medicamente

Cancerul este una dintre principalele cauze de deces la nivel mondial. Unul dintre principalele motive pentru care cancerul este o boală atât de letală este capacitatea celulelor canceroase de a deveni rezistente la medicamente.

După zeci de ani de cercetare medicală, oamenii de știință au ajuns să înțeleagă că tumorile canceroase conțin adesea o populație specială de celule numite celule stem canceroase (CSC). La fel ca celulele stem normale, CSC-urile se pot autoreînnoi și se pot diferenția în diferite tipuri de celule într-o tumoră, jucând roluri importante nu numai în creșterea tumorii și metastaze, ci și în dezvoltarea rezistenței la medicamente.

Din păcate, dezvoltarea de terapii care vizează în mod specific CSC s-a dovedit destul de dificilă, având în vedere capacitatea lor de a se adapta și repopula. Prin urmare, unii cercetători și-au îndreptat atenția către vasele de sânge din interiorul țesutului tumoral.

În ultimii ani, oamenii de știință au descoperit că anumite subpopulații de celule endoteliale (celulele care căptușesc vasele de sânge) secretă factori angiocrini care reglează proliferarea și maturarea celulelor stem. Înțelegerea care celule produc acești factori și care sunt funcțiile lor în micromediul tumoral ar putea, la rândul său, să conducă la dezvoltarea de noi terapii pentru cancer.

În acest context, o echipă de cercetare din Japonia, inclusiv profesorul Hiroyasu Kidoi și dr. Yumiko Hayashi de la Departamentul de Biologie Vasculară Integrativă, Facultatea de Științe Medicale, Universitatea Fukui, a efectuat un studiu asupra proteinei secretate 1 legate de frizzled (Sfrp1) ), un factor angiocrin, pentru a-și clarifica rolul în țesuturile tumorale.

Rezultatele lor au fost publicate online în jurnalul In Vitro Cellular & Biologie de dezvoltare.

„Deși vasele de sânge sunt de obicei privite doar ca rute pentru furnizarea de oxigen și nutrienți, cercetările noastre se concentrează pe o funcție complet diferită a vaselor de sânge, și anume producerea de factori angiocrini. Am realizat acest studiu cu ideea că factorii angiocrini pot fi, de asemenea, implicați în progresia tumorii și am căutat să aflăm dacă Sfrp1 influențează menținerea CSC și a țesutului tumoral în general”, explică profesorul Kidoya.

Pentru a clarifica aceste întrebări, cercetătorii au creat șoareci knockout al genei Sfrp1 (Sfrp1-KO) folosind editarea genei CRISPR-Cas9. Apoi au transplantat tumori de carcinom pulmonar în Sfrp1-KO și șoareci de tip sălbatic și au observat efectele Sfrp1 (sau lipsa acestuia) folosind tehnici standard, cum ar fi colorarea imunohistochimică, citometria în flux și analiza cantitativă a expresiei genetice.

Experimentele inițiale au arătat că Sfrp1 este produs de un mic subset de celule endoteliale vasculare în țesutul tumoral și că prezența sa este importantă pentru creșterea tumorii. Creșterea tumorii a fost suprimată la șoarecii Sfrp1-KO, iar celulele tumorale transplantate care supraexprimă Sfrp1 au dus la o creștere mai rapidă a tumorii.

În mod interesant, cercetătorii au descoperit că tumorile lipsite de Sfrp1 nu au putut să susțină populații semnificative de CSC la sfârșitul creșterii tumorii, în ciuda faptului că aceste tumori au un procent inițial mai mare de CSC. Această descoperire este deosebit de importantă deoarece indică unul dintre rolurile biologice ale Sfrp1 în micromediul tumoral și participarea sa în patologia cancerului.

„Unele CSC din țesuturile tumorale sunt într-o stare de proliferare celulară oprită, iar prezența lor promovează creșterea tumorii și rezistența la medicamentele anticancer”, explică profesorul Kidoya. „Rezultatele noastre indică faptul că Sfrp1 poate regla auto-replicarea CSC și creșterea malignă tranzitorie, precum și menținerea unei stări de repaus.”

Rezultatele ulterioare au arătat că Sfrp1 nu a afectat structura vaselor de sânge din cadrul tumorii, sugerând că efectele observate asupra creșterii tumorii nu au fost legate de vasculatură. În schimb, analiza expresiei genetice a dezvăluit că Sfrp1 promovează menținerea CSC prin modularea căii de semnalizare Wnt bine conservate (o cale conservată evolutiv care reglează aspecte importante ale determinării destinului celular, migrarea celulei și organogeneza în dezvoltarea embrionară).

În general, noile cunoștințe oferite de acest studiu pot deschide calea pentru dezvoltarea de noi terapii pentru cancer care vizează mecanismele care ajută la menținerea CSC.

„Direcționarea celulelor endoteliale vasculare specializate implicate în producerea de factori angiocrini poate ajuta la perturbarea nișei CSC, servind ca o abordare potențială pentru a inhiba creșterea tumorii cu efecte secundare minime”, conchide profesorul Kidoya.

„Cred că acest lucru ar putea duce la dezvoltarea de tratamente pentru pacienții cu cancer intratabil ale căror tumori sunt rezistente la medicamentele împotriva cancerului, precum și de terapii pentru suprimarea recidivei și a metastazelor cancerului.”

Cercetări ulterioare bazate pe aceste descoperiri vor servi ca o piatră de temelie către tratamente eficiente pentru cancerul rezistent la medicamente.