Νέα προσέγγιση διπλασιάζει την αποτελεσματικότητα της χημειοθεραπείας στοχεύοντας στη μνήμη των καρκινικών κυττάρων
Αντί να επιτίθεται άμεσα στον καρκίνο, αυτή η πρωτοποριακή στρατηγική εμποδίζει τα καρκινικά κύτταρα να εξελιχθούν ώστε να αντέχουν στη θεραπεία, κάνοντας ευκολότερο να αντιμετωπιστεί η νόσος με τα υπάρχοντα φάρμακα.
Η νέα προσέγγιση όχι μόνο εξάλειψε σχεδόν πλήρως την ασθένεια σε κυτταρικές καλλιέργειες, αλλά επίσης αύξησε δραματικά την αποτελεσματικότητα της χημειοθεραπείας σε ποντίκια με καρκίνο των ωοθηκών.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε χθες (22 Ιουλίου) στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences.
Όπως λέει ο Vadim Backman του Northwestern, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης, τα καρκινικά κύτταρα είναι εξαιρετικά προσαρμοστικά. Μπορούν να προσαρμοστούν σε σχεδόν οτιδήποτε τους επιβληθεί. Πρώτα, μαθαίνουν να αποφεύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Στη συνέχεια, μαθαίνουν πώς να προσαρμόζονται στη χημειοθεραπεία, την ανοσοθεραπεία και την ακτινοθεραπεία. Όταν αντιστέκονται σε αυτές τις θεραπείες, ζουν περισσότερο και εμφανίζουν μεταλλάξεις. Γι’ αυτό και οι ερευνητές θέλησαν να «αφαιρέσουν» την υπερδύναμη τους, δηλαδή την έμφυτη ικανότητά τους να προσαρμόζονται και να μεταλλάσσονται.
Χρωματίνη: Το «κλειδί» για την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων
Ο καρκίνος έχει πολλά διακριτικά χαρακτηριστικά, μεταξύ των οποίων και η αμείωτη ικανότητά του να επιβιώνει. Ακόμα και όταν δέχεται επίθεση από το ανοσοποιητικό σύστημα και σκληρές ιατρικές θεραπείες, ο καρκίνος μπορεί να συρρικνωθεί ή να επιβραδύνει την ανάπτυξή του, αλλά σπάνια εξαφανίζεται. Την ίδια ώρα, οι μεταλλάξεις συμβαίνουν με πολύ αργό ρυθμό για να εξηγήσουν την ταχεία αντίδραση επιβίωσης των καρκινικών κυττάρων.
Σε μια σειρά μελετών, ο Backman και η ομάδα του ανακάλυψαν έναν θεμελιώδη μηχανισμό που εξηγεί αυτή την ικανότητα. Η περίπλοκη οργάνωση του γενετικού υλικού, που ονομάζεται χρωματίνη, καθορίζει την ικανότητα του καρκίνου να προσαρμόζεται και να επιβιώνει και από πιο ισχυρά φάρμακα.
Η χρωματίνη -μια ομάδα μακρομορίων που περιλαμβάνει DNA, RNA και πρωτεΐνες- καθορίζει ποια γονίδια καταστέλλονται ή εκφράζονται.
Μέσω ενός συνδυασμού απεικονίσεων, προσομοιώσεων, μοντελοποίησης συστημάτων και πειραμάτων in vivo, η ομάδα του Backman ανακάλυψε ότι η τρισδιάστατη διάταξη του γονιδιώματος λειτουργεί σαν ένα σύστημα αυτομάθησης, παρόμοιο με έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης. Καθώς μαθαίνει, αυτή η διάταξη αναδιαμορφώνεται συνεχώς σε χιλιάδες νανοσκοπικούς τομείς οργάνωσης της χρωματίνης. Κάθε τομέας αποθηκεύει μέρος της μεταγραφικής μνήμης του κυττάρου, η οποία καθορίζει τον τρόπο λειτουργίας του. Καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου, αυτοί οι κυτταρικοί τομείς χρωματίνης σχηματίζονται, ενισχύονται από τις κυτταρικές εμπειρίες, αποθηκεύονται και ξαναγράφονται. Προβλήματα με αυτή τη μεταγραφική μνήμη μπορούν να οδηγήσουν σε ασθένειες όπως ο καρκίνος και η νόσος του Αλτσχάιμερ και μπορεί ακόμη και να επιταχύνουν τη γήρανση.
Στην περίπτωση του καρκίνου, όταν η οργάνωση της χρωματίνης διαταράσσεται, ένα κύτταρο εμφανίζει μεγαλύτερη πλαστικότητα – ή αυξημένη ικανότητα προσαρμογής – επιτρέποντάς του να μάθει να αντιστέκεται σε θεραπείες όπως η χημειοθεραπεία.
Επαναπρογραμματισμός της χρωματίνης για ενίσχυση της χημειοθεραπείας
Επειδή η οργάνωση της χρωματίνης είναι κρίσιμη για την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων, οι ερευνητές αναρωτήθηκαν τι θα συνέβαινε αν άλλαζαν την αρχιτεκτονική της. Αντί να αναπτύξουν νέα φάρμακα, εξέτασαν εκατοντάδες υπάρχουσες φαρμακευτικές ουσίες για να βρουν υποψήφια φάρμακα που θα μπορούσαν να αλλάξουν το φυσικό περιβάλλον μέσα στους κυτταρικούς πυρήνες για να ρυθμίσουν τη διάταξη της χρωματίνης.
«Αρκετά φάρμακα, συμπεριλαμβανομένης της σελεκοξίμπης (celecoxib), μπορούν να ρυθμίσουν τη χρωματίνη και να καταστείλουν την πλαστικότητα», ανέφερε ο Backman. «Με αυτή την προσέγγιση, μπορούμε τώρα να σχεδιάσουμε στρατηγικές που συνεργάζονται με τη χημειοθεραπεία ή άλλες υπάρχουσες θεραπείες», πρόσθεσε.
Η σελεκοξίμπη (celecoxib) είναι ένα αντιφλεγμονώδες φάρμακο, το οποίο ανήκει σε μια κατηγορία φαρμάκων που ονομάζονται ειδικοί αναστολείς της C0X-2. Βοηθά στην ανακούφιση του πόνου, του οιδήματος και του πυρετού, που προκαλούνται από την αρθρίτιδα. Η σελεκοξίμπη δρα μέσω της μείωσης του επιπέδου των προσταγλανδινών, που παράγονται από τον οργανισμό και οι οποίες προκαλούν πόνο, οίδημα και πυρετό.
Πειραματικά αποτελέσματα
Σύμφωνα με τον Backman, η σελεκοξίμπη και παρόμοια φάρμακα θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια νέα κατηγορία ουσιών, που ονομάζονται ρυθμιστές μεταγραφικής πλαστικότητας (TPR), σχεδιασμένες να ρυθμίζουν τη διαμόρφωση της χρωματίνης για να εμποδίζουν τις προσαρμοστικές ικανότητες των καρκινικών κυττάρων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο συνδυασμός της με την τυπική χημειοθεραπεία προκάλεσε σημαντική αύξηση του αριθμού των καρκινικών κυττάρων που πέθαναν.
Αφού απέδειξαν την αποτελεσματικότητά της στρατηγικής τους σε κυτταρικές καλλιέργειες, ο Backman και η ομάδα του θέλησαν στη συνέχεια να δουν την αποτελεσματικότητά της και σε ένα πιο ρεαλιστικό βιολογικό σύστημα. Η ομάδα συνδύασε την πακλιταξέλη (ένα κοινό χημειοθεραπευτικό φάρμακο) με την σελεκοξίμπη σε ένα μοντέλο ποντικού με καρκίνο των ωοθηκών. Τα πειράματα αποκάλυψαν ότι ο συνδυασμός μείωσε τους ρυθμούς προσαρμογής των καρκινικών κυττάρων και βελτίωσε την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου, καλύτερα από ό,τι θα γινόταν με μόνη την πακλιταξέλη. Συγκεκριμένα, ο συνδυασμός της χημειοθεραπείας με τον υποψήφιο TPR διπλασίασε την αποτελεσματικότητα.
Κάνοντας τη χημειοθεραπεία πιο αποτελεσματική, η νέα στρατηγική θα μπορούσε επίσης να επιτρέψει στους γιατρούς να συνταγογραφούν χαμηλότερες δόσεις χημειοθεραπείας στους ασθενείς τους. Χαμηλότερες, αλλά πιο αποτελεσματικές δόσεις, που θα μπορούσαν να μειώσουν το βάρος των δυσάρεστων παρενεργειών της χημειοθεραπείας που πολλοί ασθενείς δεν αντέχουν.
«Η χημειοθεραπεία μπορεί να είναι πολύ σκληρή για τον οργανισμό», τονίζει ο Backman. «Πολλοί ασθενείς, όπως είναι κατανοητό, επιλέγουν μερικές φορές να παραιτηθούν από τη χημειοθεραπεία. Δεν θέλουν να υποφέρουν για να ζήσουν μερικούς μήνες περισσότερο. Ίσως η μείωση αυτού του πόνου να άλλαζε την εξίσωση», εξηγεί.
Φωτογραφία: iStock
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:
Για κάποιους η δυσανεξία στη γλουτένη είναι ψυχολογική, δείχνει νέα μελέτη
Πρόωρη εκσπερμάτιση: Μην την αφήσετε να χαλάσει το καλοκαίρι σας
