Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Syöpäsolut aktivoivat välittömästi energiantuotannon, kun DNA puristuu ja vaurioituu
Viimeksi tarkistettu: 03.08.2025
Nature Communications -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan syöpäsolut aktivoivat välittömästi energiapitoisen reaktion fyysiseen puristukseen. Tämä energiapurkaus on ensimmäinen dokumentoitu ilmentymä suojamekanismista, joka auttaa soluja korjaamaan vaurioitunutta DNA:ta ja selviytymään ihmiskehon ahtaissa olosuhteissa.
Nämä löydökset auttavat selittämään, miten syöpäsolut selviytyvät monimutkaisissa mekaanisissa ympäristöissä, kuten ryömimällä kasvaimen mikroympäristössä, tunkeutumalla huokoisiin verisuoniin tai voittamalla verenkierron shokkeja. Mekanismin löytäminen voisi johtaa uusiin strategioihin syöpäsolujen "ankkuroimiseksi" ennen niiden leviämistä.
Barcelonassa sijaitsevan Centre for Genomic Regulation (CRG) -keskuksen tutkijat tekivät löydön käyttämällä erikoistunutta mikroskooppia, joka pystyy puristamaan elävät solut vain kolmen mikronin levyisiksi – noin kolmekymmentä kertaa ihmishiuksen halkaisijaa pienemmiksi. He havaitsivat, että muutamassa sekunnissa puristamisen jälkeen HeLa-solujen mitokondriot nousivat tuman pinnalle ja alkoivat pumpata sisään ylimääräistä ATP:tä, solujen molekyylienergian lähdettä.
”Tämä pakottaa meidät miettimään uudelleen mitokondrioiden roolia ihmiskehossa. Ne eivät ole vain staattisia akkuja, jotka antavat soluille virtaa, vaan pikemminkin älykkäitä ’pelastajia’, joita voidaan kutsua apuun hätätilanteessa, kun solu kirjaimellisesti joutuu äärirajoilleen”, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja, tohtori Sarah Sdelchy.
Mitokondriot muodostivat tuman ympärille niin tiheän "hehkun", että tuma puristui sisäänpäin. Tätä ilmiötä havaittiin 84 prosentissa kokoonpuristuneista HeLa-syöpäsoluista, kun taas kelluvissa, kokoonpuristumattomissa soluissa näin ei havaittu lähes lainkaan. Tutkijat kutsuivat näitä rakenteita NAM:iksi, jotka ovat lyhenne sanoista tuma-assosioituneet mitokondriot.
Selvittääkseen, mitä NAM-solut tekevät, tutkijat käyttivät fluoresoivaa anturia, joka syttyy, kun ATP saapuu tumaan. Signaali voimistui noin 60 % vain kolme sekuntia solujen puristamisen jälkeen.
”Tämä on selvä merkki siitä, että solut sopeutuvat stressiin ja muokkaavat aineenvaihduntaansa uudelleen”, selittää tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, tohtori Fabio Pezzano.
Lisäkokeet osoittivat, miksi tällä energianlisäyksellä on merkitystä. Mekaaninen puristus rasittaa DNA:ta, katkaisten säikeitä ja sotkeentuen genomin. Solut tarvitsevat ATP:stä riippuvia korjauskomplekseja heikentääkseen DNA:n rakennetta ja päästäkseen käsiksi vaurioihin. Puristetut solut, jotka saivat ylimääräistä ATP:tä, korjasivat DNA:nsa muutamassa tunnissa, kun taas solut, joissa ei ollut ylimääräistä ATP:tä, lakkasivat jakautumasta normaalisti.
Vahvistaakseen tämän mekanismin merkitystä sairaudessa tutkijat tarkastelivat myös 17 potilaan rintasyöpäbiopsioita. NAM-haloja havaittiin 5,4 %:ssa kasvaimen invasiivisen reunan ytimistä verrattuna 1,8 %:iin tiheässä ytimessä – kolminkertainen ero.
"Se, että löysimme tämän leiman potilaskudoksesta, vahvisti sen merkityksen laboratorion ulkopuolella", selittää tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, tohtori Ritobrata (Rito) Ghose.
Tutkijat pystyivät myös tutkimaan solumekanismeja, jotka mahdollistavat mitokondrioiden "tulvan". Aktiinifilamentit – samat proteiinisäikeet, jotka mahdollistavat lihasten supistumisen – muodostavat renkaan tuman ympärille, ja endoplasminen retikulum vetää verkkomaisen "ansan" yhteen. Tutkimuksen mukaan tämä yhdistetty järjestely pitää NAM:n fyysisesti paikallaan muodostaen "halon". Kun tutkijat käsittelivät soluja latrunkuliini A:lla, aktiinia häiritsevällä lääkkeellä, NAM:n muodostuminen katosi ja ATP-tasot romahtivat.
Jos metastaattiset solut ovat riippuvaisia NAM:iin liittyvistä ATP-purkauksista, niin lääkkeet, jotka häiritsevät tukirakenteita, voisivat tehdä kasvaimista vähemmän invasiivisia myrkyttämättä itse mitokondrioita tai vaikuttamatta terveeseen kudokseen.
"Mekaaniset stressivasteet ovat huonosti ymmärretty syöpäsolujen haavoittuvuus, joka voisi avata uusia terapeuttisia lähestymistapoja", sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja, tohtori Verena Ruprecht.
Vaikka tutkimus keskittyi syöpäsoluihin, kirjoittajat huomauttavat, että tämä on todennäköisesti universaali ilmiö biologiassa. Immuunisolut, jotka kulkevat imusolmukkeiden läpi, hermosolujen kasvuprosessit ja alkion solut morfogeneesin aikana, kokevat kaikki samanlaista fyysistä stressiä.
”Kun solut ovat paineen alla, tumaan kohdistuva energiapiikki todennäköisesti suojaa genomin eheyttä”, toteaa tohtori Sdelchi. ”Tämä on täysin uusi säätelyn taso solubiologiassa, ja se edustaa perustavanlaatuista muutosta ymmärryksessämme siitä, miten solut selviytyvät fyysisestä stressistä.”