Studiul asociază proteina secretată de vasele de sânge cu cancerul rezistent la medicamente

Cancerul este una dintre principalele cauze de deces la nivel mondial. Unul dintre principalele motive pentru care cancerul este o boală atât de mortală este capacitatea celulelor canceroase de a deveni rezistente la medicamente.

După decenii de cercetări medicale, oamenii de știință au ajuns să înțeleagă că tumorile maligne conțin adesea o populație specială de celule numite celule stem canceroase (CSC). La fel ca celulele stem normale, CSC-urile se pot autoreplica și diferenția în diferite tipuri de celule în cadrul tumorii, jucând roluri importante nu numai în creșterea și metastaza tumorii, ci și în dezvoltarea rezistenței la medicamente.

Din păcate, dezvoltarea de terapii care vizează direct CSC-urile s-a dovedit a fi o provocare, având în vedere capacitatea lor de adaptare și repopulare. Așadar, unii cercetători și-au îndreptat atenția asupra vaselor de sânge din țesutul tumoral.

În ultimii ani, oamenii de știință au descoperit că anumite subpopulații de celule endoteliale (celulele care căptușesc vasele de sânge) secretă factori angiocrini care reglează proliferarea și maturarea celulelor stem. Înțelegerea celulelor care produc acești factori și a funcțiilor lor în micromediul tumoral ar putea, la rândul său, să conducă la dezvoltarea de noi terapii împotriva cancerului.

În acest context, o echipă de cercetare din Japonia, inclusiv profesorul Hiroyasu Kidoya și Dr. Yumiko Hayashi de la Departamentul de Biologie Vasculară Integrativă, Facultatea de Științe ale Sănătății, Universitatea din Fukui, a efectuat un studiu asupra proteinei 1 secretate de frizzled-related protein 1 (Sfrp1), un factor angiocrin, pentru a clarifica rolul său în țesuturile tumorale.

Rezultatele lor au fost publicate online în revista In Vitro Cellular & Developmental Biology.

„În timp ce vasele de sânge sunt de obicei considerate doar rute pentru oxigen și nutrienți, studiul nostru s-a concentrat pe o funcție complet diferită a vaselor de sânge, și anume producerea de factori angiocrini. Am realizat acest studiu pornind de la ideea că factorii angiocrini pot fi, de asemenea, implicați în progresia tumorii și am căutat să aflăm dacă Sfrp1 afectează menținerea CSC-urilor și a țesutului tumoral în general”, explică profesorul Kidoya.

Pentru a clarifica aceste întrebări, cercetătorii au creat șoareci Sfrp1 knockout (Sfrp1-KO) folosind editarea genei CRISPR-Cas9. Apoi au transplantat tumori de carcinom pulmonar la șoareci Sfrp1-KO și de tip sălbatic și au observat efectele Sfrp1 (sau absența acestuia) folosind tehnici standard, cum ar fi colorarea imunohistochimică, citometria în flux și analiza cantitativă a expresiei genetice.

Experimentele inițiale au arătat că Sfrp1 este produs de un subset mic de celule endoteliale vasculare din țesutul tumoral și că prezența sa este importantă pentru creșterea tumorii. Creșterea tumorii a fost suprimată la șoarecii Sfrp1-KO, iar celulele tumorale transplantate care supraexprimă Sfrp1 au dus la o creștere mai rapidă a tumorii.

Interesant este că cercetătorii au descoperit că tumorile cărora le lipsește Sfrp1 nu au putut susține populații semnificative de CSC în stadiile avansate ale creșterii tumorale, în ciuda faptului că aceste tumori au un procent inițial mai mare de CSC. Această constatare este deosebit de importantă, deoarece indică unul dintre rolurile biologice ale Sfrp1 în micromediul tumoral și implicarea sa în patologia cancerului.

„Unele CSC-uri din țesuturile tumorale se află într-o stare de stopare a proliferării celulare, iar prezența lor promovează creșterea tumorii și rezistența la medicamentele anticancerigene”, explică profesorul Kidoya. „Rezultatele noastre indică faptul că Sfrp1 poate regla autoreproducerea CSC-urilor și creșterea malignă tranzitorie, precum și menținerea latenției.”

Rezultatele ulterioare au arătat că Sfrp1 nu afectează structura vaselor de sânge din interiorul tumorii, sugerând că efectele observate asupra creșterii tumorale nu sunt legate de vascularizație. În schimb, analiza expresiei genetice a relevat că Sfrp1 promovează menținerea CSC prin modularea căii de semnalizare Wnt, bine conservată (o cale conservată evolutiv care reglează aspecte importante ale determinării soartei celulare, migrației celulare și organogenezei în timpul dezvoltării embrionare).

Per total, noile cunoștințe furnizate de acest studiu ar putea deschide calea pentru dezvoltarea de noi terapii împotriva cancerului care vizează mecanismele care ajută la menținerea CSC-urilor.

„Țintirea celulelor endoteliale vasculare specializate implicate în producerea factorilor angiocrini ar putea ajuta la perturbarea nișei CSC, servind ca o abordare potențială pentru inhibarea creșterii tumorale cu efecte secundare minime”, conchide profesorul Kidoya.

„Cred că acest lucru ar putea duce la dezvoltarea de tratamente pentru pacienții cu cancer dificil de tratat, ale căror tumori sunt rezistente la medicamentele anticancerigene, precum și la terapii pentru a suprima recurența cancerului și metastazele.”

Cercetările ulterioare bazate pe aceste descoperiri vor servi drept o rampă de lansare către tratamente eficiente pentru cancerul rezistent la medicamente.