Celulele canceroase hibernează ca urșii: descoperirea care poate schimba tratamentele

Folosind un mecanism de supraviețuire evolutiv străvechi, celulele canceroase intră într-o stare de „odihnă”, cu diviziune lentă, pentru a supraviețui mediului dur creat de chimioterapie sau alți agenți vizați.
În cercetarea publicată pe 7 ianuarie 2020 în Cell, omul de știință dr. Catherine O'Brien și echipa au descoperit că, atunci când sunt amenințate, toate celulele canceroase - mai degrabă decât doar un subset - au capacitatea de a trece în această stare de protecție, unde celulele se „odihnesc” până la eliminarea amenințării sau chimioterapiei.

„Celulele canceroase hibernează ca urșii”

Este primul studiu care a identificat faptul că celulele canceroase deturnează un program conservator evolutiv pentru a supraviețui chimioterapiei. În plus, cercetătorii arată că noile strategii terapeutice care vizează în mod specific direcționarea celulelor canceroase în această stare de divizare lentă pot preveni creșterea cancerului.
„Tumora acționează ca un întreg organism, capabil să intre într-o stare de divizare lentă, conservând energia pentru a o ajuta să supraviețuiască”, spune dr. O'Brien, care este, de asemenea, profesor asociat în cadrul Departamentului de Chirurgie de la Universitatea din Toronto.
„Există exemple de animale care intră într-o stare reversibilă și cu divizare lentă pentru a rezista mediilor dure. Se pare ca celulele canceroase au cooptat, în mod ingenios, aceeași stare pentru beneficiul supraviețuirii lor.”
Dr. Aaron Schimmer, director al Institutului de cercetare și om de știință principal la Centrul de Cancer Princess Margaret, observă că această cercetare arată că celulele canceroase hibernează, ca „urșii în timpul iernii”.
El adaugă: „Nu am știut niciodată că celulele canceroase erau ca urșii care hibernează. Acest studiu ne spune, de asemenea, cum să țintim acești urși adormiți, astfel încât să nu hiberneze și să se trezească pentru a reveni mai târziu, în mod neașteptat.”
„Cred că acest lucru se va dovedi a fi o cauză importantă a rezistenței la medicamente și va explica ceva despre care nu am avut o bună înțelegere anterior”.

Utilizând celule canceroase colorectale umane, cercetătorii le-au tratat cu chimioterapie în laborator.
Acest lucru a indus o stare de divizare lentă între toate celulele canceroase, stare în care au încetat să se extindă, necesitând puțină nutriție pentru a supraviețui. Atâta timp cât chimioterapia a rămas în vas, celulele canceroase au rămas în această stare.

Se hrănesc cu propriile proteine pentru a suprviețui

Pentru a intra în această stare cu energie scăzută, celulele canceroase au cooptat un program de supraviețuire embrionară utilizat de peste 100 de specii de mamifere pentru a-și păstra embrionii în siguranță în interiorul corpului în perioade de condiții extreme de mediu, cum ar fi temperaturi ridicate sau scăzute sau lipsa hranei.
În această stare există o diviziune celulară minimă, metabolismul foarte redus, iar dezvoltarea embrionilor este suspendată. Când mediul se îmbunătățește, embrionul este capabil să continue dezvoltarea normală, fără efecte adverse asupra sarcinii.

Dr. O'Brien, care este chirurg specializat în cancerul gastro-intestinal, explică faptul că celulele canceroase atacate de mediul dur de chimioterapie sunt capabile să adopte strategia de supraviețuire embrionară.
„Celulele canceroase sunt capabile să deturneze această strategie de supraviețuire conservată din punct de vedere evolutiv, chiar dacă pare a fi pierdută pentru oameni”, spune ea, adăugând că toate celulele canceroase intră în această stare în mod coordonat, pentru a supraviețui. "Ar putea celulele canceroase să deturneze acest mecanism de supraviețuire pentru a supraviețui chimioterapiei?"
Ea a comparat profilul de expresie genică al celulelor canceroase în starea de diviziune lentă indusă de chimioterapie cu embrionii de șoareci întrerupți în laboratorul Dr. Ramalho-Santos și a constatat că erau foarte asemănători.

Similar cu embrionii, celulele canceroase în stare de divizare lentă necesită activarea procesului celular numit autofagie, adică „auto-devorator”. Acesta este un proces în care celula „devorează” sau își distruge propriile proteine ​​sau alte componente celulare pentru a supraviețui în absența altor nutrienți.
Dr. O'Brien a testat o moleculă mică care inhibă autofagia și a constatat că celulele canceroase nu au supraviețuit. Chimioterapia a ucis celulele canceroase fără acest mecanism de protecție.
„Acest lucru ne oferă o oportunitate terapeutică unică”, spune dr. O'Brien. „Trebuie să vizăm celulele canceroase în timp ce acestea se află în acest ciclu lent, vulnerabil înainte de a dobândi mutațiile genetice care conduc la rezistența la medicamente. Este un mod nou de a te gândi la rezistența la chimioterapie și cum să o depășești."
Dr. Ramalho-Santos, care este, de asemenea, profesor la Departamentul de Genetică Moleculară, Universitatea din Toronto, este un co-autor al acestei lucrări.