Κάθε εγκεφαλικός όγκος αποτελείται από κύτταρα που βρίσκονται σε διαδοχικά στάδια ενεργοποίησης. Ερευνητές του Γερμανικού Κέντρου Έρευνας Καρκίνου (DKFZ) και του Πανεπιστημίου της Χαϊδελβέργης ανέλυσαν για πρώτη φορά την ατομική δομή αυτών των πυραμίδων ενεργοποίησης σε κακοήθεις εγκεφαλικούς όγκους.

Κατά τη διάρκεια της έρευνάς τους, ανακάλυψαν μια πρωτεΐνη-σήμα που επιβραδύνει τη μετάβαση από την κατάσταση ηρεμίας στην ενεργοποίηση, επαναπρογραμματίζοντας επιγενετικά τα καρκινικά κύτταρα. Η ελπίδα είναι ότι αυτό θα επιτρέψει την μόνιμη κατάψυξη των καρκινικών κυττάρων σε κατάσταση ηρεμίας, σταματώντας έτσι την ανάπτυξη του όγκου.

Το γλοιοβλάστωμα είναι η πιο συχνή και επιθετική μορφή όγκων του εγκεφάλου στην ενήλικη ζωή. Παρά τη χειρουργική επέμβαση, την ακτινοθεραπεία και τη χημειοθεραπεία, οι όγκοι συνήθως επανέρχονται μέσα σε λίγους μήνες μετά τη θεραπεία.

Όπως και σε πολλούς άλλους τύπους καρκίνου, η ανάπτυξη του γλοιοβλαστώματος προκαλείται από καρκινικά βλαστοκύτταρα, από τα οποία προκύπτουν καρκινικά κύτταρα σε διάφορα στάδια ενεργοποίησης που αλληλοεπικαλύπτονται.

"Μπορείτε να φανταστείτε τη σύνθεση των κυττάρων του γλοιοβλαστώματος ως μια πυραμίδα: τα αδρανή κύτταρα αποτελούν τη βάση, ακολουθούν τα κύτταρα που έχουν ενεργοποιηθεί για διαίρεση και στην κορυφή βρίσκονται τα λεγόμενα διαφοροποιημένα καρκινικά κύτταρα, τα οποία έχουν πράγματι ορισμένα χαρακτηριστικά των νευρικών κυττάρων", εξηγεί η επικεφαλής της μελέτης Ana Martin-Villalba από το DKFZ.

Πολλές θεραπείες κατά του καρκίνου δεν είναι βιώσιμες, επειδή στοχεύουν, για παράδειγμα, στα κύτταρα του όγκου που βρίσκονται σε διαίρεση, αλλά οι απώλειές τους αναπληρώνονται γρήγορα από τον πληθυσμό των αδρανών κυττάρων στη βάση της πυραμίδας. "Γι' αυτό είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ποια μοριακή οδός είναι υπεύθυνη για τη μετάβαση μεταξύ αυτών των δύο καταστάσεων δραστηριότητας. Στη συνέχεια, μπορεί κανείς να αναζητήσει στοχευμένα ένα φαρμακευτικό φράγμα για αυτό, σύμφωνα με την επιστήμονα.

Ωστόσο, αυτές οι μοριακές οδοί, καθώς και η δυναμική με την οποία οι διάφορες καταστάσεις ενεργοποίησης μεταβαίνουν η μία στην άλλη, είναι μια πτυχή της βιολογίας των όγκων που μέχρι τώρα έχει λάβει ελάχιστη προσοχή.

Αυτό αλλάζει τώρα με την τρέχουσα εργασία της ομάδας της Martin-Villalba. Οι ερευνητές από την Χαιδελβέργη ανέπτυξαν μια καινοτόμο μέθοδο ανάλυσης με βάση την αλληλούχιση mRNA μεμονωμένων κυττάρων, με την οποία μπόρεσαν για πρώτη φορά να χαρτογραφήσουν συστηματικά τις καταστάσεις ενεργοποίησης των κυττάρων του γλοιοβλαστώματος.

Για το σκοπό αυτό, συνέκριναν τα μοριακά προφίλ των καρκινικών κυττάρων 55 ασθενών με γλοιοβλάστωμα με αυτά υγιών νευρικών βλαστικών κυττάρων από τον εγκέφαλο ποντικιών. 'Με αυτόν τον τρόπο, προσδιορίσαμε για πρώτη φορά την ατομική δομή της πυραμίδας για κάθε ασθενή – μια πτυχή της βιολογίας των όγκων που μέχρι τώρα είχε υποτιμηθεί», εξηγεί ο Leo Carl Foerster, ένας από τους δύο πρώτους συγγραφείς της μελέτης.

Το ποσοστό των αδρανών κυττάρων είναι ο καλύτερος δείκτης για την αργή ανάπτυξη του όγκου.

Ένα βασικό αποτέλεσμα: Όσο υψηλότερο είναι το ποσοστό των αδρανών καρκινικών κυττάρων στη βάση της πυραμίδας, τόσο πιο αργά αναπτύσσεται το γλοιοβλάστωμα – και τόσο καλύτερη είναι η πρόγνωση για τους ασθενείς. Συγκρίνοντας τη δυναμική της γονιδιακής έκφρασης σε υγιή κύτταρα και καρκινικά κύτταρα, η ομάδα ανακάλυψε ότι κατά τη μετάβαση από την αδρανή στην ενεργή κατάσταση, η έκφραση της πρωτεΐνης-σήματος SFRP1 είναι εσφαλμένη. Η SFRP1 αναστέλλει τη σημαντική οδό σηματοδότησης Wnt, η οποία είναι σημαντική, μεταξύ άλλων, για την ενεργοποίηση των βλαστικών κυττάρων.

Σε μοντέλα ποντικών, η υπερέκφραση της SFRP1 επιβράδυνε σημαντικά την ανάπτυξη του όγκου. "Μέσω της SFRP1, καταφέραμε να θέσουμε τα ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα σε κατάσταση ύπνωσης. Αυτό όχι μόνο επιβραδύνει την ανάπτυξή τους, αλλά και παρατείνει σημαντικά τη ζωή των ποντικών", αναφέρει ο Oguzhan Kaya, επίσης πρώτος συγγραφέας.

Καρκινικά κύτταρα σε κατάσταση ύπνωσης;

Υπό την επίδραση της SFRP1, τα καρκινικά κύτταρα δεν άλλαξαν μόνο τη δραστηριότητά τους, αλλά και το επιγενετικό τους προφίλ, δηλαδή τη "μνήμη" της κυτταρικής τους ταυτότητας.

Ανέπτυξαν χαρακτηριστικά ώριμων αστροκυττάρων, δηλαδή εγκεφαλικών κυττάρων που δεν έχουν πλέον την ικανότητα να διαιρούνται.

Αυτός ο επιγενετικός επαναπρογραμματισμός θα μπορούσε ενδεχομένως να βοηθήσει στο μέλλον στην πρόληψη της επανεμφάνισης των όγκων: οι επιγενετικές μεθυλικές επισημάνσεις στο γενετικό υλικό περιορίζουν την κυτταρική μεταβλητότητα, περιορίζοντας το γονιδίωμα στις συγκεκριμένες λειτουργίες των διαφοροποιημένων κυττάρων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι ο προσδιορισμός του επιγενετικού προφίλ μεθυλίωσης απεικονίζει τη σύνθεση της ατομικής πυραμίδας ενεργοποίησης κάθε όγκου και μπορεί έτσι να χρησιμοποιηθεί για τη διαστρωμάτωση των ασθενών.

Σε μελλοντικές εργασίες, η ομάδα του Πανεπισατημίπου της Χαιδελβέργης θα εξετάσει εάν η μετατροπή της μεθυλίωσης που προκαλείται από το SFRP1 μπορεί να "παγώσει" μόνιμα τα κύτταρα του γλοιοβλαστώματος σε κατάσταση ηρεμίας. Αυτό θα μπορούσε να ανοίξει μια πιθανή θεραπευτική προσέγγιση για ασθένειες που μέχρι τώρα ήταν σχεδόν αδύνατο να ελεγχθούν, όπως το γλοιοβλάστωμα.

"Τα αποτελέσματά μας επιβεβαιώνουν ότι δεν είναι καθοριστικό το να σκοτωθούν οι ενεργές καρκινικές κύτταρα, αλλά ότι η αναστολή της μετάβασης από την ενεργό κατάσταση στην κατάσταση ηρεμίας είναι καθοριστική για την έκβαση της θεραπείας", συνοψίζει η Ana Martin-Villalba τα αποτελέσματα της εργασίας.

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Ι. Βαρδακαστάνης: Το αναπηρικό κίνημα συνεχίζει να αγωνίζεται και να διεκδικεί
Ενδυνάμωση των ασθενών: Καμπάνια ευαισθητοποίησης για την ενίσχυση υιοθέτησης της περιτοναϊκής κάθαρσης στην Ελλάδα
Πνευμονία: Βακτηριακό ένζυμο είναι πιθανό να προκαλεί μοιραίες καρδιακές επιπλοκές [μελέτη]