• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowe badania pokazują reakcje komórek nowotworowych na chemioterapię

    14.07.2011. 16:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Finansowani ze środków unijnych naukowcy poczynili obiecujące postępy w pogłębianiu wiedzy o tym, jak komórki nowotworowe mogą czasami opierać się skutkom chemioterapii. Ta nowa wiedza posunie naprzód prace nad coraz skuteczniejszymi metodami leczenia onkologicznego i może pomóc w ograniczaniu nawrotów choroby, co jest dobrą wiadomością zarówno dla pacjentów cierpiących na nowotwory, jak dla naukowców.

    W ramach projektu APO-SYS (Zastosowanie apoptozy biologii systemów w nowotworach i AIDS), który otrzymał dofinansowanie w kwocie 11 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR), zespół naukowców z dublińskiego Królewskiego Towarzystwa Chirurgicznego w Irlandii (RCSI) przeprowadził kompleksowe badania komórek nowotworowych.

    W artykule opublikowanym w czasopiśmie Molecular Systems Biology, zespół wyjaśnia, że uzyskane wyniki wskazują, iż oporność na chemioterapię pojawia się w następstwie różnic w metabolizmie między komórkami nowotworowymi a normalnymi komórkami człowieka.

    W chemioterapii wykorzystywane są leki przeciwnowotworowe do zabijania komórek nowotworowych. Odbywa się to poprzez stymulowanie procesu zaprogramowanej śmierci komórkowej zwanej apoptozą oraz wstrzymywanie funkcji mitochondriów. Mitochondria są odpowiedzialne za regulowanie produkcji energii w komórce i utrzymywanie równowagi wody i jonów, a zatem ich paraliż oznacza niemożność funkcjonowania całej komórki.

    Jednak obok produkowania energii w mitochondriach komórki nowotworowe potrafią również produkować energię wykorzystując glukozę w procesie zwanym glikolizą.

    Wyniki wcześniejszych badań wykazały, że proces glikolizy może skutecznie przywrócić do życia komórki nowotworowe będące celem chemioterapii, a irlandzki zespół odkrył teraz, że glikoliza pomaga również w przywracaniu funkcji mitochondriów, co oznacza, że komórki nowotworowe mogą dalej funkcjonować po zakończeniu terapii.

    Badania, które zostały oparte na modelowaniu komputerowym i mikroskopii żywych komórek, zbliżają naukowców do zrozumienia powodu, dla którego część komórek nowotworowych jest w stanie przetrwać zarówno apoptozę, jak i upośledzenie funkcji mitochondriów.

    Dr Heinrich Huber, kierownik badań z RCSI, powiedział: "Nasze odkrycia pokazują, że kiedy komórki nowotworowe mają kontakt z podwyższonym poziomem glukozy, funkcja mitochondriów może zostać przywrócona, a homeostaza osmotyczna utrzymana, co przyczynia się do oporności na chemioterapię. Odkryliśmy zatem, że dla skuteczności leczenia onkologicznego konieczne jest obranie za cel zdolności komórki nowotworowej do produkowania energii poprzez wykorzystanie glukozy w jej płynach oraz zniszczenie mitochondriów. Istotne znaczenie ma również monitorowanie poziomu glukozy u pacjentów, ponieważ może on być czynnikiem oporności na leczenie."

    Według danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), nowotwory są jedną z głównych przyczyn śmiertelności na świecie, odpowiadając za 7,6 mln zgonów (około 13% wszystkich zgonów) w 2008 r. WHO szacuje również, że liczba ta przekroczy 11 mln w 2030 r.

    Poznanie szczegółów mechanistycznych tego, jak komórki nowotworowe są w stanie stawiać opór chemioterapii może przełożyć się na strategie podnoszące skuteczność leczenia i pomóc w ograniczeniu nawrotów klinicznych. Zespół ufa, że wyniki badań doprowadzą do dalszych odkryć w zakresie terapii antynowotworowych i przyczynią się w pewnym stopniu do zredukowania skutków tego zabójczego schorzenia na świecie.

    Projekt APO-SYS, który będzie realizowany do 2012 r., zgromadził paneuropejskie konsorcjum biologów eksperymentalnych, biomatematyków, biostatatystyków, informatyków i klinicystów, którzy pracują nad ścieżkami śmierci komórkowej w zdrowiu i chorobie, ze szczególnym uwzględnieniem nowotworów i AIDS.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Rakowe komórki macierzyste (ang. Cancer stem cells, CSCs) - to inicjalne, niezróżnicowane komórki rakowe (obecne w guzach i nowotworach układu krwiotwórczego), mające możliwość przekształcania się we wszystkie rodzaje komórek tworzących masę nowotworową.
    Jedna z teorii wyjaśniających proces nowotworzenia zakłada, że rakowe komórki macierzyste są prekursorami innych komórek nowotworowych i odgrywają kluczową rolę w powstawaniu raka. Komórki te, w przeciwieństwie do innych komórek rakowych, są rakotwórcze (same w sobie mają zdolność do wywoływania raka). Podejrzewa się, że CSCs są przyczyną występowania przerzutów i nawrotów choroby nowotworowej. Leki cytostatyczne, cytostatyki, leki cytotoksyczne, leki przeciwnowotworowe to grupa substancji naturalnych i syntetycznych używanych w chemioterapii nowotworów, działająca toksycznie na komórki nowotworowe charakteryzujące się szybkimi podziałami. Leki te uszkadzają jednak także inne szybko dzielące się, zdrowe komórki (szpik kostny, błony śluzowe, komórki włosów), stąd częste są działania niepożądane takie jak: anemia, nudności i wymioty, łysienie). Cytostatyki mają wąski indeks terapeutyczny, są to leki niebezpieczne. Komórka nowotworowa – komórka której cykl komórkowy został zaburzony wskutek mutacji. Jedną z jej ważnych cech jest duża zdolność do unikania apoptozy. Komórka nowotworowa dzieli się nieustannie i bez ograniczeń. Charakteryzuje ją podwyższona aktywność telomerazy, co umożliwia ominięcie fizjologicznego limitu ilości podziałów jednej komórki. Pod tym względem przypomina komórki macierzyste, jednak nie dochodzi do specjalizacji komórki. Podział komórek nowotworowych może prowadzić do powstania guza nowotworowego.

    Komórki NC (ang. Natural Cytotoxic cells – komórki naturalnie cytotoksyczne) – hipotetyczne i być może nieistniejące komórki, którym przypisuje się cytotoksyczność naturalną. Istnienie tych komórek opisano u myszy, u których wraz z wiekiem dochodzi do utraty aktywności komórek NK, ale jednocześnie wciąż istnieje grupa komórek, która wykazuje cytotoksyczność naturalną nie zanikającą w trakcie starzenia się . Nie posiadają one markerów różnicowania komórek NK , mają natomiast zdolność lizowania komórek nowotworowych i są pobudzane przez IL-2 i IL-3 . Komórki NC nie posiadają także cech właściwych limfocytom T, limfocytom B oraz makrofagom . W trakcie rozwoju osobniczego pojawiają się wcześnie - ich aktywność opisano już w 10-dniowych zarodkach mysich . Anaplazja – brak zróżnicowania lub proces odróżnicowania się komórek, powstawanie z komórek zróżnicowanych nowych pokoleń komórek o coraz to mniejszym stopniu zróżnicowania albo też zatrzymanie różnicowania (dojrzewania) komórki wraz z zachowaną zdolnością do mnożenia się. Charakterystyczna dla nowotworów złośliwych. Obecnie uważa się, że raczej nowotwory powstają z komórek macierzystych niż że dochodzi do procesu odróżnicowania.

    Definicja intuicyjna:
    Automat komórkowy to system składający się z pojedynczych komórek, znajdujących się obok siebie. Ich układ przypomina szachownicę lub planszę do gry. Każda z komórek może przyjąć jeden ze stanów, przy czym liczba stanów jest skończona, ale dowolnie duża. Stan komórki zmieniany jest synchronicznie zgodnie z regułami mówiącymi, w jaki sposób nowy stan komórki zależy od jej obecnego stanu i stanu jej sąsiadów. Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale.

    Cekropiny – peptydy antydrobnoustrojowe po raz pierwszy opisane u ćmy Hyalophora cecropia. Peptydy te wyizolowano również od ssaków. Są to białka o ciężarze cząsteczkowym = 4203.4g/mol, zbudowane z 34-39 aminokwasów, posiadają dwie α-helisy. Wyróżniamy cekropiny: cekropinę A (KWKLFKKIEKVGQNIRDGIIIKAGPAVAVVGQATQIAK) i cekropinę B (KWKVFKKIEKMGRNIRNGIVKAGPAIAVLGEAKAL), cekropinę P1 (wyizolowana z jelita świń). Cekropiny są aktywne wobec bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych. Zarówno cekropina A, jak i cekropina B wykazują właściwości cytolityczne w stosunku do kilku różnych linii komórek nowotworowych, przy czym nie powodują niszczenia prawidłowych komórek fibroblastów, limfocytów i erytrocytów. Suttman i wsp. wykazali, że cekropiny A i B wykazują dużą toksyczność względem komórek raka pęcherza moczowego z niewielkim efektem toksycznym w stosunku do komórek prawidłowych fibroblastów. Badania Madera wykazały, że skojarzenie cekropiny A z 5-fluorouracylem przynosi dodatkowy efekt cytotoksyczny przeciwko komórkom ostrej białaczki limfatycznej i może być zastosowana w terapii przeciwnowotworowej. Teoria nadzoru immunologicznego Burneta (nadzór immunologiczny, teoria Burneta) jest to teoria o mechanizmie kontroli komórek nowotworowych przez układ immunologiczny. Zakłada, że komórki zmienione nowotworowo pojawiają się w organizmie znacznie częściej niż nowotwory ujawnione klinicznie i są stale kontrolowane przez odpowiednie mechanizmy odpornościowe, które polegają na szybkiej detekcji i zniszczeniu ich. Upośledzenie sprawności tej ochrony prowadzi do rozplemu powstałych komórek nowotworowych do momentu, kiedy mechanizmy odpornościowe nie są już w stanie obronić się przed nowotworem.

    Dodano: 14.07.2011. 16:26  


    Najnowsze