Naučnici otkrivaju novi moćan način za prevenciju raka

U popularnoj mašti, rak počinje mutacijom u DNK normalne ćelije. Ta mutacija omogućava ćeliji da se nekontrolirano razmnožava, zaobilazeći uobičajene provjere kvalitete tijela. Na kraju se formira tumor i odvojive ćelije se šire na druge dijelove tijela.

Ali u posljednjih nekoliko godina naučnici su otkrili nešto iznenađujuće – takozvane mutacije pokretača raka česte su i u zdravom tkivu. Takve mutacije se pojavljuju u oko četvrtini zdravih ćelija kože. Kada je osoba srednjih godina, više od polovine površine jednjaka i skoro 10% sluznice želuca prekriveno je ćelijama s mutacijama pokretačima raka. Ove populacije ćelija potvrđene su i u mnogim drugim tkivima, uključujući debelo crijevo, pluća i jajnike.

Zašto ove ćelije, koje su predodređene da postanu kancerogene, ne rastu u tumore, misterija je koju naučnici sada počinju rješavati. Čini se da se ćelije sa neispravnom DNK mogu spriječiti da rastu u potpuno razvijene karcinome kroz aktivnost zdravih ćelija oko njih sa korisnim mutacijama u njihovoj DNK. Podsticanje rasta tih zdravih ćelija moglo bi postati efikasna strategija za zaustavljanje raka, prenosi The Economist.

Ovo novo razumijevanje raka dolazi iz boljeg razumijevanja normalnog rasta tkiva. Kako se ćelije dijele, svaka ćelija kćerka se rađa sa jedinstvenim skupom nasumičnih genetskih mutacija. Na najudaljenijim slojevima organa kao što su jednjak, koža i želudac, one koje su najbolje prilagođene svom okruženju istiskuju ostale, koje se zatim odbacuju iz tkiva.

Kancerogene ćelije također mogu biti nadmašene. Kod miševa je pokazano da ćelije koje posjeduju specifične mutacije istiskuju susjede koji nose mutacije za koje se zna da povećavaju rizik od raka, kao i sitne tumore koji se sastoje od manje od 100 ćelija. Ova konkurencija za resurse može se odvijati godinama. Iako se mutacije koje uzrokuju rak često javljaju rano u životu, uzorci krvi uzeti od ljudi kako stare pokazuju da broj ćelija s ovim mutacijama – uključujući i one koje napreduju do raka – raste i opada tokom vremena. Stoga, podsticanje ćelija korisnim mutacijama može biti način za sprječavanje raka.

Jedan od načina da se to učini može biti učenje od protivnika ovih ćelija. Uobičajena mutacija koja uzrokuje rak javlja se u PIK3CA, genu za koji se zna da reguliše rast i preživljavanje ćelija, a koji, kada mutira, može uzrokovati prekomjerni rast tkiva. Phil Jones, istraživač na Wellcome Sanger institutu u Britaniji, proučavao je PIK3CA. Njegova grupa je otkrila da ćelije s mutacijama koje uzrokuju rak u PIK3CA prolaze kroz metaboličke promjene koje im pomažu da nadmaše nemutirane ćelije.

U ispitivanjima na miševima, čiji su rezultati objavljeni u augustu 2024. u časopisu Nature Genetics, dr. Jones i njegov tim otkrili su da uobičajeni lijek za dijabetes nazvan metformin uvodi istu metaboličku promjenu u nemutirane ćelije unutar jednjaka. Izjednačavanjem utrke u naoružanju između nezdravih i zdravih ćelija, metformin je uspio zaustaviti rast ćelija s mutacijama PIK3CA. Suprotno tome, kada su miševi hranjeni prehranom bogatom mastima, ćelije s problematičnom mutacijom su napredovale. Također su bile brojnije kod osoba s pretilošću, što sugerira da bi intervencije usmjerene na ovo stanje mogle spriječiti rak jednjaka.

Ovi rezultati su obećavajući. Ali sastavljanje sveobuhvatne liste štetnih i korisnih mutacija predstavlja izazov. S jedne strane, ljudsko (ili, zapravo, mišje) tijelo posjeduje hiljade različitih tipova ćelija, od kojih svaki ima drugačiji molekularni mehanizam prilagođen svojoj ulozi. Jedna mutacija na drugom genu za koju je utvrđeno da smanjuje rizik od raka u ljudskom jednjaku, na primjer, u drugim studijama nije pokazala takav efekat na kožu.

Raspetljavanje ovih komplikacija zahtijeva opsežna laboratorijska ispitivanja. Srećom, tehnike za to se stalno poboljšavaju. Prije samo pet godina, testiranje uloge određene genske varijante uključivalo je uzgoj miševa kod kojih je ta DNK vještački modificirana – proces koji bi mogao trajati godinama. Istraživači danas koriste CRISPR, alat za uređivanje gena, za modificiranje specifičnih mjesta na DNK sekvenci jedne ćelije. Dr. Jones kaže da „Možemo pogledati 15.000 gena za tri mjeseca“, od kojih se samo 20 ili 30 gena od interesa podvrgava daljem proučavanju.

Ova otkrića pomažu u rasvjetljavanju dubljeg pitanja: šta uzrokuje da se bezopasna ćelija s neispravnom DNK razvije u potpuno razvijeni kancerogeni tumor? Vanjski faktori su važni. Poznato je da prijetnje okoliša, poput zagađenja zraka u gradovima, oštećuju ćelije i povezane su s većom učestalošću raka. Smatra se da su i mnoge hemikalije – uključujući neke uobičajene zagađivače vode za piće i sastojke u kozmetici – kancerogene. Ali kako ovi kancerogeni obavljaju svoje štetne uloge, tek je nedavno potpunije shvaćeno.

U studiji objavljenoj 2020. godine, Allan Balmain sa Univerziteta Kalifornije u San Franciscu i njegove kolege izvijestili su da su samo tri od 20 hemikalija za koje se zna ili se sumnja da su ljudski kancerogeni zapravo izazvale mutacije kod miševa; većina je umjesto toga izgleda na neke druge načine podsticala rast tumora. Ovo, kaže dr. Balmain, sugerira da možda 80-90% kancerogena kojima su ljudi izloženi ne izaziva mutacije.

Čini se da ovi nemutageni kancerogeni umjesto toga iskorištavaju vlastiti imunološki sistem tijela. Česta izloženost može dovesti do hronične upale, što zauzvrat podstiče ćelije koje potiču rak da se razviju u potpuno razvijene tumore. Upala je način na koji tijelo liječi: slanjem imunoloških ćelija na mjesto povrede, tijelo može ukloniti iritanse, boriti se protiv infekcija i pokrenuti rast tkiva. Ali kada se koristi protiv upornih iritansa – poput čestica zagađenja zraka u plućima – sama upala može oštetiti tkivo i dovesti do stvaranja tumora. U tom smislu, tumori se mogu porediti s ranama koje nikada ne zacjeljuju.

Studija objavljena u časopisu Nature 2023. godine, koju je provela istraživačka grupa koju je predvodio Charles Swanton s Francis Crick Instituta u Londonu, pronašla je snažne dokaze da zagađenje zraka u gradovima uzrokuje rak pluća kod nepušača. Kod miševa je zagađenje zraka dovelo do upale u plućima, što je zauzvrat uzrokovalo rast okolnih ćelija s mutacijom karakterističnom za takve vrste raka i stvaranje tumora. Istraživači su procijenili da život od samo tri godine na mjestu gdje postoji veliko zagađenje zraka (kao što je blizina prometnih cesta u gradu poput Londona) može biti dovoljan da takve ćelije pređu u fazu rasta tumora. Također je dokazano da kronična upala potiče širenje ćelija sa štetnim mutacijama kao odgovor na refluks kiseline, ultraljubičasto sunčevo zračenje i upornu crijevnu infekciju određenim bakterijama, kaže Marnix Jansen s University Collegea u Londonu.

Otkriće da hronična upala može dati poticaj za razvoj raka prisiljava kliničare da preispitaju svoj pristup prevenciji bolesti. Sve više istraživača smatra da bi najbolji način za zaustavljanje raka mogao biti ciljanje imunološkog sistema umjesto samih kancerogenih mutacija. Prvi korak je identificirati na koju upalnu molekulu se treba fokusirati. Na primjer, u studiji dr Swantona o zagađenju vazduha i raku pluća, istraživači su otkrili da protein imunološkog sistema nazvan interleukin-1ß omogućava upalu koja podstiče razvoj tumora. Kod miševa, lijekovi koji su blokirali interleukin-1ß suzbili su stvaranje tumora kada su životinje bile izložene zagađenju vazduha.

Ova otkrića su otvorila mogućnost da novi lijekovi za prevenciju raka mogu pomoći tijelu da bolje suzbije štetne tendencije vlastitog imunološkog sistema. Ovo bi moglo promijeniti pravila igre za one s visokim rizikom od razvoja raka. Ta lista uključuje ljude sa zabrinjavajućim genetskim mutacijama poput neispravnih BRCA gena, bivše pušače i ljude koji su već liječeni od raka. Takvi lijekovi bi također mogli biti korisni za neke ljude s prekanceroznim tkivima, poput polipa u debelom crijevu ili još ne malignih lezija u dojkama ili plućima. Kako životni vijek raste i udio ljudi koji obole od raka nastavlja rasti, broj potencijalnih korisnika će također rasti.

Koja je tvoja reakcija?

0% Srećno

0% Ravnodušno

0% Zabavno

0% Smiješno

0% Bijesno

0% Tužno