Cancer Cell: Sox10 kontroluje wzrost trójujemnego raka piersi?
Autor: Marta Koblańska
Data: 03.09.2018
Źródło: ScienceDaily/MK
Zespół Salk Institute zidentyfikował nadrzędny mechanizm, który wydaje się kontrolować dynamikę zachowania komórek rakowych powodujących niektóre agresywne nowotwory trudne w leczeniu. Gen Sox10 bezpośrednio kontroluje wzrost oraz rozprzestrzenianie się trudnego w leczeniu trójujemnego raka piersi.
Ostatnio zespół Salk, którego liderem jest prof. Geoffrey Wahl odkrył, że agresywne raki piersi powracają do elastycznych, wcześniejszych form odkrywanych w tkance płodowej piersi. Komórkowe reprogramowanie może być kluczem do formowania przez komórki rakowe nowych typów komórek, rozwijania oporności na leki oraz rozprzestrzeniania się do innych lokalizacji w organizmie. Nowa praca dokumentująca rolę Sox10 w tym procesie, która została opublikowana w Cancer Cell reprezentuje krok milowy w rozumieniu przez badaczy raka oraz mogłaby otworzyć nowe ścieżki diagnostyki oraz leczenia agresywnych raków piersi jak również innych nowotworów.
Jak wskazuje profesor, istnieją dwie rzeczy, które powodują raka trójujemnego tak trudnego do leczenia - to ich heterogeniczność: nowotwory te mogą mieć różne typy komórek w ramach pojedynczego guza oraz są zdolne do poruszania się wkoło i kolonizowania nowych obszarów. Ten proces można nazywać brakiem precyzji w precyzyjnej medycynie w sensie takim, że możemy celować w jeden typ komórek, ale są inne w obrębie guza, które mogą zmieniać się i pozostawać oporne na leczenie, co jest analogiczne do dwóch kameleonów zmieniających swoje kolory.
W celu rozwoju z pojedyncznej komórki w kompleksowy organizm taki jak mysz, czy człowiek, komórki zarodów oraz komórki płodowe mają zdolność do gwałtownego dzielenia się, poruszania się w ciele i zmieniania się w wiele różnych typów komórek. Ta właściwość zwana jest plastycznością. Ale komórki dorosłych odwracają ten proces plastyczności z przyczyny nie do końca poznanej w kierunku komórek rakotwórczych.
Zdaniem ekspertów w agresywnych rakach piersi odnajduje się to, że mechanizmy bezpieczeństwa, które regulują genetycznie sterowany proces zostają utracone, więc proces leżący u podstaw plastyczności komórek zostaje reaktywowany w celu rozwoju guza i jego rozprzestrzeniania się, co jest związane z chorobą.
W nowym badaniu w laboratorium prof. Wahla zaczęto badać, które części komórkowego DNA związanego z gruczołem piersiowym ( DNA jest ściśle zawinięte w kieszonce chromatyny) u myszy były odwijane, aby spowodować, że poszczególne geny stały się bardziej dostępne. Tu pojawił się pierwszy wniosek, że geny mogą być aktywne podczas rozwoju raka. Analiza chromatyny ujawniła, że zarówno w komórkach płodowych jak i populacji komórek guza piersi te same obszary genomu stawały się dostępne – obszary, gdzie gospodarz regulacji genetycznej zwany Sox10 jest znany z wiązania DNA, aby inicjować różne procesy rozwojowe. Jak wskazują eksperci w komórkach płodowych, które są najbardziej plastyczne, zaobserwowano, że związane miejsca dla Sox10 były bardzo otwarte i dostępne w porównaniu ze zdrowymi komórkami dorosłych, które mają niską plastyczność a chromatyna jest bardzo zamknięta.
Następnie zespół wykazał, że Sox10 pospieszał w kierunku genów w regionach otwartych na aktywowanie ich tym samym bezpośrednio regulując odpowiedzialność genów za typ komórek, zdolność do ich poruszania się oraz inne czynniki odpowiednie dla zdolności raka piersi do wzrostu oraz dawania przerzutów. Komórki raka piersi z wysokim poziomem Sox10 zmieniały się i stawały się bardziej prymitywne oraz posiadały zdolność poruszania się. Wyniki były tak dramatyczne, że zespół powtórzył eksperyment. Tym razem bez dostępu do Sox10 żadna z komórek piersi, która została zaprogramowana w kierunku zmiany w rakową nie była zdolna formować guza.
Ostrożność badaczy polega na tym, ze strategie blokujące Sox10 będą wymagały dalszego rozwoju oraz będą musiały zostać przebadanie w kierunku bezpieczeństwa, aby określić ich wpływ na normalne funkcjonowanie komórkowe. Jednakże fakt, że Sox10 reguluje wiele genów potencjalnie powiązanych z agresywnymi rakami piersi oferuje potencjał dla celowania w jeden z nich lub więcej jako baza dla rozwoju spersonalizowanych terapii zaawansowanego raka piersi. Dodatkowo odkrycie może prowadzić do testów diagnostycznych dla raka piersi i innych nowotworów poprzez sprawdzanie tkanki dorosłych w obszarze białek, które normalnie byłyby produkowane jedynie przez komórki płodowe.
Jak wskazuje profesor, istnieją dwie rzeczy, które powodują raka trójujemnego tak trudnego do leczenia - to ich heterogeniczność: nowotwory te mogą mieć różne typy komórek w ramach pojedynczego guza oraz są zdolne do poruszania się wkoło i kolonizowania nowych obszarów. Ten proces można nazywać brakiem precyzji w precyzyjnej medycynie w sensie takim, że możemy celować w jeden typ komórek, ale są inne w obrębie guza, które mogą zmieniać się i pozostawać oporne na leczenie, co jest analogiczne do dwóch kameleonów zmieniających swoje kolory.
W celu rozwoju z pojedyncznej komórki w kompleksowy organizm taki jak mysz, czy człowiek, komórki zarodów oraz komórki płodowe mają zdolność do gwałtownego dzielenia się, poruszania się w ciele i zmieniania się w wiele różnych typów komórek. Ta właściwość zwana jest plastycznością. Ale komórki dorosłych odwracają ten proces plastyczności z przyczyny nie do końca poznanej w kierunku komórek rakotwórczych.
Zdaniem ekspertów w agresywnych rakach piersi odnajduje się to, że mechanizmy bezpieczeństwa, które regulują genetycznie sterowany proces zostają utracone, więc proces leżący u podstaw plastyczności komórek zostaje reaktywowany w celu rozwoju guza i jego rozprzestrzeniania się, co jest związane z chorobą.
W nowym badaniu w laboratorium prof. Wahla zaczęto badać, które części komórkowego DNA związanego z gruczołem piersiowym ( DNA jest ściśle zawinięte w kieszonce chromatyny) u myszy były odwijane, aby spowodować, że poszczególne geny stały się bardziej dostępne. Tu pojawił się pierwszy wniosek, że geny mogą być aktywne podczas rozwoju raka. Analiza chromatyny ujawniła, że zarówno w komórkach płodowych jak i populacji komórek guza piersi te same obszary genomu stawały się dostępne – obszary, gdzie gospodarz regulacji genetycznej zwany Sox10 jest znany z wiązania DNA, aby inicjować różne procesy rozwojowe. Jak wskazują eksperci w komórkach płodowych, które są najbardziej plastyczne, zaobserwowano, że związane miejsca dla Sox10 były bardzo otwarte i dostępne w porównaniu ze zdrowymi komórkami dorosłych, które mają niską plastyczność a chromatyna jest bardzo zamknięta.
Następnie zespół wykazał, że Sox10 pospieszał w kierunku genów w regionach otwartych na aktywowanie ich tym samym bezpośrednio regulując odpowiedzialność genów za typ komórek, zdolność do ich poruszania się oraz inne czynniki odpowiednie dla zdolności raka piersi do wzrostu oraz dawania przerzutów. Komórki raka piersi z wysokim poziomem Sox10 zmieniały się i stawały się bardziej prymitywne oraz posiadały zdolność poruszania się. Wyniki były tak dramatyczne, że zespół powtórzył eksperyment. Tym razem bez dostępu do Sox10 żadna z komórek piersi, która została zaprogramowana w kierunku zmiany w rakową nie była zdolna formować guza.
Ostrożność badaczy polega na tym, ze strategie blokujące Sox10 będą wymagały dalszego rozwoju oraz będą musiały zostać przebadanie w kierunku bezpieczeństwa, aby określić ich wpływ na normalne funkcjonowanie komórkowe. Jednakże fakt, że Sox10 reguluje wiele genów potencjalnie powiązanych z agresywnymi rakami piersi oferuje potencjał dla celowania w jeden z nich lub więcej jako baza dla rozwoju spersonalizowanych terapii zaawansowanego raka piersi. Dodatkowo odkrycie może prowadzić do testów diagnostycznych dla raka piersi i innych nowotworów poprzez sprawdzanie tkanki dorosłych w obszarze białek, które normalnie byłyby produkowane jedynie przez komórki płodowe.
