Akcje społeczne propagujące wiedzę na temat czerniaka, konieczność kontrolowania zmian barwnikowych za pomocą algorytmu ABCDE (A: Assymetry – asymetria, B: Border – granice, C: Color – kolor, D: Diameter – średnica, E: Evolving – ewolucja zmian) znacząco zmniejszyły liczbę pacjentów zgłaszających się do lekarza w zaawansowanym stadium choroby. Czerniak wciąż jednak stanowi problem. Niska przeżywalność wśród chorych wynika z jego dużej zmienności, różnorodności oraz jego niezwykłej inwazyjności.
Choroby nowotworowe są drugą przyczyną zgonów w Polsce, a w przyszłości, ze względu na starzenie się społeczeństwa, mogą zająć niechlubne pierwsze miejsce. Czerniak stanowi jedynie 4 proc. nowotworów skóry, ale uznawany jest za jeden z najbardziej zagrażających życiu. Badania nad skutecznym leczeniem choroby prowadzi wraz ze swoimi współpracowniczkami dr hab. Dorota Nowak, prof. UWr, z Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Wrocławskiego.
Mnóżcie się i przemieszczajcie
Wrocławski zespół zajmuje się czerniakiem od 2015 roku, a na cel obrał sobie drapieżną inwazyjność czerniaka. Naukowczynie z UWr otrzymały finansowanie Narodowego Centrum Nauki (grant OPUS) w wysokości ponad 600 tys. złotych i przez trzy lata prowadziły badania substancji ograniczających migrację komórek czerniaka.
Ich uwagę zwróciły inwadopodia. Są to wypustki błony komórki nowotworowej, przez które komórka wydziela do otoczenia enzymy trawiące otoczenie pozakomórkowe. Zahamowanie ich aktywności oznacza ograniczenie migracji komórek nowotworowych, a tym samym ich rozprzestrzeniania. W onkologii to właśnie inwazja jest największym zagrożeniem – w przypadku, gdy zmiana dotyczy ogniska pierwotnego, nie stanowi ona większego problemu dla onkochirurga.
Badaczki – bo cały zespół działający pod kierownictwem prof. Nowak tworzą kobiety – zainteresowały się także receptorem białka EGF (epidermal growth factor – naskórkowy czynnik wzrostu), pod którego wpływem powstają inwadopodia. Poza tym wzięły pod lupę receptor c-Met (receptor czynnika wzrostu hepatocytów), bo udowodniono, że jego podwyższony poziom często obserwowany jest w przypadku czerniaka (podobnie zresztą jak w przypadku EGF).
– Receptory to białka zlokalizowane często na powierzchni komórek, które są „włącznikami” różnych procesów. Także namnażania i migracji komórek – mówi prof. Dorota Nowak. – Kiedy pojawia się zmiana nowotworowa, niektóre receptory ulegają ciągłej aktywacji, a komendy: „namnażaj się”, „przemieszczaj”, powtarzane są bez przerwy i powodują rozrost chorobowych zmian.
Wróg uczy się i wraca
Farmakologia zna już inhibitory, substancje blokujące receptory, które są stosowane w terapii nowotworowej lub są na etapie testów. „Wróg” nauczył się jednak radzić sobie z nimi. W monoterapii, kiedy dochodzi do zablokowania jednego z receptorów, terapia na początku działa, ale dość szybko komórki nowotworowe zwiększają poziom i aktywność innego receptora. Pojawia się lekooporność. Badaczki przetestowały więc cały szereg par inhibitorów, które blokują receptory dla czynników wzrostowych EGF i c-Met. Przy relatywnie niskich dawkach leków udało się osiągnąć synergię ich działania. Inhibitory wzajemnie się uzupełniały, powstrzymując proliferację i migrację komórek czerniaka oraz aktywność inwadopodiów. Ma to niebagatelne znaczenie, bo leki nowotworowe często charakteryzują się wysoką toksycznością, więc obniżenie dawki istotnie wpływa na stan zdrowia pacjenta.
W badaniach nad mechanizmami oporności czerniaka wrocławski zespół odniósł już spore sukcesy. Badaczkom udało się wyhodować bardzo ciekawą linię czerniaka o dużej lekooporności. Komórki te wykazują niektóre cechy nowotworowych komórek macierzystych, wyjątkowo inwazyjnych, stanowiących zwykle ok. 1-5 proc. każdej populacji nowotworu. Potrafią przetrwać terapię nowotworową i pozostać w uśpieniu przez kolejne lata (jeśli po pięciu latach od ukończenia terapii nowotwór nie wróci, pacjenta uznaje się za wyleczonego; jeśli dochodzi do nawrotu choroby, to najczęściej jest to nowotwór bardzo agresywny i postępujący). Badaczki pokładają duże nadzieje w dalszych badaniach nad wyhodowaną, agresywną, linią czerniaka, zmierzając do przybliżenia molekularnych podstaw lekooporności tego nowotworu.
Mikrośrodowisko, makroznaczenie
Podczas następnego etapu badań, na który badaczki z Uniwersytetu Wrocławskiego otrzymały kolejny grant OPUS w wysokości prawie 1,5 mln złotych, postanowiono bliżej przyjrzeć się mikrośrodowisku nowotworu. Mikrośrodowisko jest złożonym i wieloskładnikowym układem, specyficznym dla każdego typu raka. Składa się ono zarówno z prawidłowych komórek otaczających ognisko nowotworu (m.in. keratynocytów, fibroblastów, adipocytów, komórek śródbłonka i układu odpornościowego), jak i białek i czynników wzrostowych pochodzących od komórek prawidłowych i nowotworowych.
Dlaczego tak ważne jest, by nie lekceważyć mikrośrodowiska w pracach nad walką z nowotworami?
– Kiedy pojawia się nowotworowa zmiana pierwotna, zaczyna się „dialog” między komórkami prawidłowymi a nowotworowymi. Komórki nowotworowe przekształcają prawidłowe w taki sposób, że zaczynają one wydzielać do macierzy pozakomórkowej własne czynniki wzrostowe. Powoduje to dodatkową stymulację komórek czerniaka. Zdrowe komórki zaczynają się przekształcać, np. fibroblasty stają się CAFs – cancer-associated fibroblasts – mówi prof. Nowak.
Komórki czerniaka – tak samo jak prawidłowe – potrzebują pożywienia, które dostarczane jest naczyniami krwionośnymi. Ze względu na rozrost nowotworu w pewnym momencie naczynia gospodarza już nie wystarczają i pojawia się niedotlenienie. Nasz organizm dysponuje mechanizmami, które potrafią je zwalczać. Angiogeneza jest zjawiskiem fizjologicznym, ale w przypadku nowotworu wymyka się spod kontroli i staje się procesem patologicznym. Powstają nowe naczynia, które są wprawdzie bardziej kruche i przepuszczalne, ale umożliwiają odżywianie nowotworu. To kolejny przykład zmiany otoczenia nowotworu w taki sposób, by stymulowało ono ognisko choroby.
Badaczki chcą przyjrzeć się bliżej czynnikom wydzielanym przez komórki w otoczeniu czerniaka i sprawdzić, jak działają na nie wcześniej już wytypowane inhibitory. Następnie zajmą się wpływem komórek mikrośrodowiska na wrażliwość czerniaka na użyte inhibitory.
- Aktualnie modelujemy kokultury, „duety” składające się z komórek nowotworowych i prawidłowych: fibroblastów, keratynocytów czy adipocytów. To oczywiście bardzo uproszczony model mikrośrodowiska, ale od czegoś trzeba zacząć. Właściwe wymodelowanie i wypracowanie powtarzalnych procedur prowadzenia kokultur jest kluczowe dla dalszych badań – mówi prof. Nowak.
Komórki – prawidłowe i czerniaka – są hodowane we wspólnym otoczeniu, w pożywce o określonym i optymalnym dla obydwu składzie. Można je izolować i badać molekularnie, a także analizować, jakie substancje wydzielają i jak na siebie wpływają.
Cel: komórki tłuszczowe?
Line komórkowe, z których korzystają wrocławskie naukowczynie, pochodzą z banków. Zamrożone dostarczane są ze Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii. Ich zaletą jest to, że są dobrze opisane i scharakteryzowane, dlatego wiadomo, skąd pochodzą, ze zmiany pierwotnej czy z przerzutu (niestety, czerniak „lubi” tworzyć przerzuty, np. do gałki ocznej, błon śluzowych czy węzłów chłonnych). Można zatem sprawdzić, jak komórki pochodzące z różnych źródeł reagują na te same inhibitory.
Komórki używane w eksperymentach pochodzą też z biopsji, od pacjentów cierpiących na czerniaka. Prof. Dorota Nowak współpracuje z Dolnośląskim Centrum Onkologii i z Katedrą Onkologii Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu i bardzo podkreśla wagę tej współpracy. Ogromne znaczenia ma fakt, że znana jest historia choroby pacjentów, to, czy wcześniej byli poddawani chemio- czy radioterapii. Prowadzenie badań kokultur przy użyciu komórek wyizolowanych z biopsji nie będzie łatwe, bo czerniak jest chorobą wieku średniego i starszego. Pacjenci często mają choroby towarzyszące, które wywierają wpływ na komórki nowotworowe. Oczywiście przy pozyskiwaniu komórek z tego źródła pierwszeństwo mają histopatolodzy.
Prof. Nowak wraz z zespołem przygotowują już kolejny projekt. Będą go realizować wspólnie z Dolnośląskim Centrum Onkologii i z Katedrą Onkologii Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Liderem będzie Uniwersytet Wrocławski. Badania również skoncentrują się na czerniaku, a na warsztat trafią adipocyty. To komórki tłuszczowe, wydzielające adipokiny. Substancje te uczestniczą m.in. w tworzeniu naczyń krwionośnych, wpływają na metabolizm komórkowy. Istnieją jednak przesłanki, że w przypadku czerniaka uczestniczą w jego progresji. Statystyki wskazują, że otyłość stymuluje wiele nowotworów. Naukowcy nie wiedzą jeszcze dokładnie, na czym polega ten związek, ale jest pewne, że ważnym elementem układanki są właśnie wspomniane adipocyty i adipokiny. Może zatem warto zwrócić większą uwagę na tkankę tłuszczową i podczas terapii leczenie kierować także tam?
Agata Kreska
Szukaj leków na groźne choroby z wrocławskimi biotechnologami. Zostań studentem UWr.