Co się dzieje, gdy rak piersi rozprzestrzenia się do płuc?

Nowe badanie wyjaśnia, dlaczego komórki raka piersi opierają się chemioterapii po rozprzestrzenieniu się na miękką tkankę płuc. Ustalenia te pozwolą na zastosowanie nowego podejścia do leczenia raka.

Kiedy komórki nowotworowe oddzielają się od pierwotnego guza podczas rozsiewu w stadium IV raka piersi, zwykle rozprzestrzeniają się do kości, wątroby lub płuc. Nowe badanie wspierane częściowo przez finansowany ze środków UE projekt MetEpiStem opisuje, co się dzieje z komórkami przerzutowymi raka piersi, gdy migrują one z pierwotnego guza do tkanek miękkich, które występują między innymi w płucach. Badanie opublikowane w czasopiśmie „Nature Cell Biology” może zapoczątkować nową erę w leczeniu raka.

Autorzy badania stwierdzili, że gdy komórki raka rozprzestrzeniają się do narządów o miękkim mikrośrodowisku, zmienia się ich metabolizm i stają się odporne na niektóre chemioterapeutyki.

– Zaobserwowaliśmy, że zesztywnienie mikrośrodowiska guza pierwotnego sprzyja jego wzrostowi, ale kiedy komórki nowotworowe migrują do tkanek takich jak w płucach, wówczas znajdują się w miękkim środowisku – pisze pierwsza autorka badania Patrizia Romani z Uniwersytetu w Padwie (Włochy), będącego gospodarzem projektu MetEpiStem, w informacji prasowej zamieszczonej na stronie internetowej uczelni. – Wiemy, że właściwości mechaniczne tkanek mogą regulować zachowanie komórek, w tym komórek nowotworowych – zauważa.

Badaczka stwierdza, że choć miękkość miejsca dotkniętego przerzutami może powodować wolniejszy wzrost komórek przerzutowych, to jednocześnie wzmacnia ich antyoksydacyjne mechanizmy obronne. Dlatego właśnie przerzuty do płuc są często oporne na chemioterapię i mogą pozostać uśpione przez wiele lat, aż do nawrotu choroby.

Zespół badał odpowiedzialne za to mechanizmy. Stwierdzono, że w miękkim mikrośrodowisku komórki przerzutowe stymulują takie procesy, jak rozszczepienie mitochondriów i produkcja chemicznych mediatorów (reaktywnych form tlenu). Aktywują one czynnik transkrypcyjny zwany NRF2, który z kolei aktywuje metabolizm antyoksydacyjny. W efekcie komórki nowotworowe stają się oporne na leczenie niektórymi formami chemioterapii.

Wszystko przez krótsze mitochondria
Wyciągnięto z tego wniosek, że wszystko sprowadza się do tego, iż mitochondria – organelle, które generują większość energii potrzebnej do zasilania reakcji biochemicznych komórki – stają się w miękkim mikrośrodowisku krótsze. To skrócenie, spowodowane złożonym łańcuchem zdarzeń cząsteczkowych, stymuluje komórki nowotworowe do produkcji cząsteczek antyoksydacyjnych w dużych ilościach, przez co są one bardziej odporne na niektóre chemioterapeutyki.

Eksperymenty przeprowadzone na zwierzętach laboratoryjnych potwierdziły, że gdy w komórkach przerzutowych raka uniemożliwia się produkcję cząsteczek antyoksydacyjnych, na przykład poprzez wydłużenie mitochondriów, stają się one wrażliwe na chemioterapię. Co więcej, interwencja ta może również zapobiegać nawrotom raka z przerzutami.

Odkrycie to może pozwolić na zastosowanie nowych podejść terapeutycznych, które skupiają się na zapobieganiu wzrostowi komórek przerzutowych, a nie na hamowaniu procesu wzrostu, gdy ten już się rozpoczął. Projekt MetEpiStem (Dissecting the crosstalk between metabolism and transcriptional regulation in pluripotent stem cells) kończy się w marcu 2024 r.