Tutkimus yhdistää verisuonten erittämän proteiinin lääkkeille vastustuskykyiseen syöpään.

Syöpä on yksi maailmanlaajuisesti johtavista kuolinsyistä. Yksi tärkeimmistä syistä, miksi syöpä on niin tappava sairaus, on syöpäsolujen kyky tulla vastustuskykyisiksi lääkkeille.

Vuosikymmenten lääketieteellisen tutkimuksen jälkeen tiedemiehet ovat ymmärtäneet, että pahanlaatuiset kasvaimet sisältävät usein erityisen solupopulaation, jota kutsutaan syöpäkantasoluiksi (CSC). Kuten normaalit kantasolut, CSC:t voivat itse replikoitua ja erilaistua eri solutyypeiksi kasvaimen sisällä, ja niillä on tärkeä rooli paitsi kasvaimen kasvussa ja etäpesäkkeiden muodostumisessa myös lääkeresistenssin kehittymisessä.

Valitettavasti suoraan sydämen kantasoluihin kohdistuvien hoitojen kehittäminen on osoittautunut haastavaksi niiden sopeutumis- ja uusiutumiskyvyn vuoksi. Siksi jotkut tutkijat ovat kääntäneet huomionsa kasvainkudoksen verisuoniin.

Viime vuosina tutkijat ovat havainneet, että tietyt endoteelisolujen (verisuonia verhoavien solujen) alaryhmät erittävät angiokriinisiä tekijöitä, jotka säätelevät kantasolujen lisääntymistä ja kypsymistä. Ymmärrys siitä, mitkä solut tuottavat näitä tekijöitä ja mitkä ovat niiden tehtävät kasvaimen mikroympäristössä, voi puolestaan johtaa uusien syöpähoitojen kehittämiseen.

Tätä taustaa vasten japanilainen tutkimusryhmä, johon kuuluivat professori Hiroyasu Kidoya ja tohtori Yumiko Hayashi Fukuin yliopiston terveystieteiden tiedekunnan integratiivisen verisuonibiologian laitokselta, teki tutkimuksen erittyvästä frizzled-related proteiini 1:stä (Sfrp1), angiokriinisestä tekijästä, selvittääkseen sen roolia kasvainkudoksissa.

Heidän tuloksensa julkaistiin verkossa In Vitro Cellular & Developmental Biology -lehdessä.

"Vaikka verisuonia pidetään yleensä vain hapen ja ravinteiden kulkureitteinä, tutkimuksemme keskittyi verisuonten täysin toiseen tehtävään, nimittäin angiokriinisten tekijöiden tuotantoon. Teimme tämän tutkimuksen ajatuksella, että angiokriiniset tekijät voivat myös olla osallisina kasvaimen etenemisessä, ja pyrimme selvittämään, vaikuttaako Sfrp1 sydämen kantasolujen ja kasvainkudoksen ylläpitoon yleensä", professori Kidoya selittää.

Näiden kysymysten selventämiseksi tutkijat loivat Sfrp1-poistogeenisia (Sfrp1-KO) hiiriä CRISPR-Cas9-geenimuokkausta käyttäen. Sitten he siirsivät keuhkosyöpäkasvaimia Sfrp1-KO- ja villityypin hiiriin ja havaitsivat Sfrp1:n (tai sen puutteen) vaikutuksia käyttämällä standarditekniikoita, kuten immunohistokemiallista värjäystä, virtaussytometriaa ja kvantitatiivista geeniekspressioanalyysiä.

Alustavat kokeet osoittivat, että pieni osa kasvainkudoksen verisuonten endoteelisoluista tuottaa Sfrp1:tä ja että sen läsnäolo on tärkeää kasvaimen kasvulle. Kasvaimen kasvu estyi Sfrp1-KO-hiirissä, ja Sfrp1:tä yliekspressoivat siirretyt kasvainsolut johtivat nopeampaan kasvaimen kasvuun.

Mielenkiintoista kyllä, tutkijat havaitsivat, että Sfrp1:tä vailla olevat kasvaimet eivät kyenneet ylläpitämään merkittäviä CSC-populaatioita kasvaimen kasvun myöhäisissä vaiheissa, vaikka näissä kasvaimissa oli aluksi suurempi CSC-prosenttiosuus. Tämä havainto on erityisen tärkeä, koska se viittaa yhteen Sfrp1:n biologisista rooleista kasvaimen mikroympäristössä ja sen osallisuuteen syövän patofysiologiassa.

”Jotkut kasvainkudoksissa olevat sydämen kantasolut ovat solun lisääntymisen pysähtyneisyyden tilassa, ja niiden läsnäolo edistää kasvaimen kasvua ja vastustuskykyä syöpälääkkeille”, professori Kidoya selittää. ”Tuloksemme osoittavat, että Sfrp1 voi säädellä sydämen kantasolujen lisääntymistä ja ohimenevää pahanlaatuista kasvua sekä ylläpitää lepotilaa.”

Lisätulokset osoittivat, että Sfrp1 ei vaikuta kasvaimen verisuonten rakenteeseen, mikä viittaa siihen, että havaitut vaikutukset kasvaimen kasvuun eivät liity verisuonistoon. Sen sijaan geneettinen ilmentymisanalyysi paljasti, että Sfrp1 edistää sieraimistolusolujen (CSC) ylläpitoa moduloimalla hyvin säilynyttä Wnt-signalointireittiä (evolutiivisesti säilynyt reitti, joka säätelee tärkeitä solujen kohtalonmäärityksen, solujen migraation ja organogeneesin osa-alueita alkionkehityksen aikana).

Kaiken kaikkiaan tämän tutkimuksen tarjoama uusi tieto voi tasoittaa tietä uusien syöpähoitojen kehittämiselle, jotka kohdistuvat CSC:iden ylläpitomekanismeihin.

”Angiokriinisten tekijöiden tuotantoon osallistuvien erikoistuneiden verisuonten endoteelisolujen kohdentaminen voi auttaa häiritsemään CSC-lokeroa, mikä toimii mahdollisena lähestymistapana kasvaimen kasvun estämiseen minimaalisilla sivuvaikutuksilla”, professori Kidoya päättelee.

"Uskon, että tämä voisi johtaa hoitojen kehittämiseen vaikeasti hoidettavalle syöpäpotilaille, joiden kasvaimet ovat resistenttejä syöpälääkkeille, sekä hoitojen kehittämiseen syövän uusiutumisen ja etäpesäkkeiden muodostumisen estämiseksi."

Näihin löydöksiin perustuva jatkotutkimus toimii ponnahduslautana tehokkaille hoidoille lääkeresistentille syövälle.