123RF
Naukowcy odkryli, w jaki sposób komórki nowotworowe są w stanie pokonać odpornościowe
Autor: Monika Stelmach
Data: 26.11.2021
Źródło: Paweł Wernicki/PAP
| Tagi: | komórki nowotworowe, nanorurki |
Komórki nowotworowe wykorzystują nanorurkowe „macki”, aby wysysać dostarczające energii mitochondria z komórek odpornościowych – informuje „Nature Nanotechnology“. Nowe odkrycie może prowadzić do opracowania następnej generacji immunoterapii przeciwnowotworowej.
Aby móc się namnażać i rozprzestrzeniać, komórki nowotworowe muszą unikać układu odpornościowego. Naukowcy z Brigham and Women’s Hospital oraz Massachusetts Institute of Technology (MIT) odkryli, w jaki sposób nowotwór (w tym przypadku rak piersi) może rozbroić potencjalnych napastników.
Jak się okazało, komórki nowotworowe wysuwają „nanomacki”, które docierają do komórek odpornościowych i wysysają z nich dostarczające energii mitochondria. Dzięki temu zachowaniu nowotwór staje się silniejszy, zaś komórki odpornościowe słabsze. Nowe odkrycie może prowadzić do opracowania następnej generacji immunoterapii przeciwnowotworowej.
– Nowotwór zabija, gdy układ odpornościowy jest osłabiony, a jego komórki są zdolne do tworzenia przerzutów – i wydaje się, że nanorurki mogą im pomagać w obu tych działaniach. To zupełnie nowy mechanizm, dzięki któremu komórki rakowe omijają układ odpornościowy, i daje nam on nowy cel – powiedział dr Shiladitya Sengupta, współdyrektor Centrum Terapii Inżynieryjnej Brigham and Women’s Hospital.
Aby zbadać, w jaki sposób komórki nowotworu i komórki odpornościowe oddziałują na poziomie nanoskali, Sengupta i jego współpracownicy przeprowadzili eksperymenty, w których wspólnie hodowali komórki raka piersi i komórki odpornościowe, takie jak limfocyty T. Używając skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją polową, dostrzegli coś niezwykłego: komórki rakowe i komórki odpornościowe wydawały się być fizycznie połączone cienkimi „wąsami”, najczęściej o średnicy 100–1000 nanometrów (dla porównania, ludzki włos ma mniej więcej od 80 000 do 100 000 nanometrów). W niektórych przypadkach nanorurki łączyły się, tworząc grubsze rurki. Następnie zespół zabarwił mitochondria limfocytów barwnikiem fluorescencyjnym i obserwował, jak jasnozielone mitochondria są wyciągane z komórek odpornościowych przez nanorurki do komórek rakowych.
– Starannie zachowując stan hodowli komórkowej i obserwując struktury wewnątrzkomórkowe, widzieliśmy te delikatne nanorurki, które kradły źródło energii komórek odpornościowych. To było bardzo ekscytujące, ponieważ tego rodzaju zachowania nigdy wcześniej nie zaobserwowano w komórkach rakowych. To był trudny projekt, ponieważ nanorurki są delikatne i musieliśmy obchodzić się z komórkami bardzo ostrożnie, aby ich nie złamać – relacjonuje dr Hae Lin Jang, główny badacz w Center for Engineered Therapeutics.
Próbując uniemożliwić komórkom nowotworu porwanie mitochondriów, naukowcy wstrzyknęli środek hamujący tworzenie nanorurek do mysich modeli wykorzystywanych do badania raka płuc i raka piersi. Zaobserwowali znaczne zmniejszenie wzrostu guza.
– Jednym z celów immunoterapii nowotworów jest znalezienie kombinacji terapii, które mogą poprawić wyniki. Na podstawie naszych obserwacji istnieją dowody na to, że inhibitor tworzenia nanorurek można łączyć z immunoterapią przeciwnowotworową, aby sprawdzić, czy może poprawić wyniki u pacjentów – powiedział główny autor, dr Tanmoy Saha.
Jak się okazało, komórki nowotworowe wysuwają „nanomacki”, które docierają do komórek odpornościowych i wysysają z nich dostarczające energii mitochondria. Dzięki temu zachowaniu nowotwór staje się silniejszy, zaś komórki odpornościowe słabsze. Nowe odkrycie może prowadzić do opracowania następnej generacji immunoterapii przeciwnowotworowej.
– Nowotwór zabija, gdy układ odpornościowy jest osłabiony, a jego komórki są zdolne do tworzenia przerzutów – i wydaje się, że nanorurki mogą im pomagać w obu tych działaniach. To zupełnie nowy mechanizm, dzięki któremu komórki rakowe omijają układ odpornościowy, i daje nam on nowy cel – powiedział dr Shiladitya Sengupta, współdyrektor Centrum Terapii Inżynieryjnej Brigham and Women’s Hospital.
Aby zbadać, w jaki sposób komórki nowotworu i komórki odpornościowe oddziałują na poziomie nanoskali, Sengupta i jego współpracownicy przeprowadzili eksperymenty, w których wspólnie hodowali komórki raka piersi i komórki odpornościowe, takie jak limfocyty T. Używając skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją polową, dostrzegli coś niezwykłego: komórki rakowe i komórki odpornościowe wydawały się być fizycznie połączone cienkimi „wąsami”, najczęściej o średnicy 100–1000 nanometrów (dla porównania, ludzki włos ma mniej więcej od 80 000 do 100 000 nanometrów). W niektórych przypadkach nanorurki łączyły się, tworząc grubsze rurki. Następnie zespół zabarwił mitochondria limfocytów barwnikiem fluorescencyjnym i obserwował, jak jasnozielone mitochondria są wyciągane z komórek odpornościowych przez nanorurki do komórek rakowych.
– Starannie zachowując stan hodowli komórkowej i obserwując struktury wewnątrzkomórkowe, widzieliśmy te delikatne nanorurki, które kradły źródło energii komórek odpornościowych. To było bardzo ekscytujące, ponieważ tego rodzaju zachowania nigdy wcześniej nie zaobserwowano w komórkach rakowych. To był trudny projekt, ponieważ nanorurki są delikatne i musieliśmy obchodzić się z komórkami bardzo ostrożnie, aby ich nie złamać – relacjonuje dr Hae Lin Jang, główny badacz w Center for Engineered Therapeutics.
Próbując uniemożliwić komórkom nowotworu porwanie mitochondriów, naukowcy wstrzyknęli środek hamujący tworzenie nanorurek do mysich modeli wykorzystywanych do badania raka płuc i raka piersi. Zaobserwowali znaczne zmniejszenie wzrostu guza.
– Jednym z celów immunoterapii nowotworów jest znalezienie kombinacji terapii, które mogą poprawić wyniki. Na podstawie naszych obserwacji istnieją dowody na to, że inhibitor tworzenia nanorurek można łączyć z immunoterapią przeciwnowotworową, aby sprawdzić, czy może poprawić wyniki u pacjentów – powiedział główny autor, dr Tanmoy Saha.
