Kreft: Forskere avslører hvordan man kan øke strålebehandling
Forskere har nylig identifisert en molekylær vei som knytter bevegelsen til energiproduserende sentre, eller mitokondrier, i kreftceller til motstand mot strålebehandling. Dette, sier de, kan føre til forbedret kreftbehandling.
Selv om tidligere studier allerede hadde avslørt at veien - kalt Arf6-AMP1-PRKD2 - spiller en nøkkelrolle i kreftinvasivitet, forble dens forhold til behandlingsresistens uklar.
Ved å studere aggressive brystkreftceller fant forskere ved Hokkaido University i Japan at Arf6-AMP1-PRKD2 kontrollerer bevegelsen av mitokondrier inne i cellene.
Et nylig papir som inneholder i tidsskriftet Naturkommunikasjon beskriver arbeidet deres.
Veien gjør at mitokondriene kan "spre seg" og bevege seg mot cellens omkrets, noe som øker kreftens invasivitet.
Teamet la merke til at blokkering av stien forårsaket at de energi-genererende strukturene samlet seg i midten av cellene. Der begynte mitokondriene å produsere og frigjøre store mengder ustabile oksygenrike molekyler kjent som reaktive oksygenarter (ROS).
ROS-molekyler er et tveegget sverd i kreft; opp til et visst nivå fremmer de kreftinvasivitet, men når mengdene er for store, dreper de kreftceller.
ROS, mitokondriabevegelse og integrin
En grunn til at strålebehandling - som bruker ioniserende stråling - kan krympe eller eliminere svulster, er fordi det øker produksjonen av ROS i kreftceller.
Noen kreftformer blir imidlertid motstandsdyktige mot strålebehandling og andre behandlinger som virker ved å øke ROS i kreftceller fordi cellene utvikler en toleranse for molekylene.
Studien er ikke den første som merker at mitokondrier beveger seg rundt i celler. Det er kjent at denne bevegelsen skjer under forskjellige omstendigheter. Når for eksempel hvite blodlegemer beveger seg mot et mål - som et patogen eller potensielt skadelig middel - vil mitokondriene samle seg i bakenden.
I invasive kreftceller samles derimot "kraftverkene" i den fremre kanten av cellen.
Et protein kalt integrin ser også ut til å være involvert i kreftinvasivitet. Proteinet sitter normalt i cellemembranen og hjelper til med å feste cellen til matrisen av stoffer som omgir celler og holder vev sammen.
Den nye studien tok en dypere titt på hvordan ROS, mitokondriell dynamikk i celler og integrin kan være forbundet i invasiv kreft.
Undersøker koblingen i invasiv kreft
Etterforskerne utførte et sett med eksperimenter i invasive brystkreftceller. De spores ROS-produksjon og bevegelsen av mitokondrier i cellene ved å merke forskjellige molekyler med fluorescerende markører.
De blokkerte deretter visse molekyler knyttet til kreftinvasivitet og observerte hva som skjedde med disse mekanismene. Slik identifiserte de banen Arf6-AMP1-PRKD2.
Resultatene avslørte at banen hjalp til med å resirkulere integrin i kreftcellen, noe som fikk den til å danne et "adhesjonskompleks" i cellens membran. Til slutt utløste dette bevegelsen av mitokondrier til kanten av cellen.
Blokkering av veien fikk imidlertid mitokondriene til å samles midt i kreftcellen i stedet for kanten og reduserte invasiviteten.
Teamet demonstrerte da at det var denne samlingen i sentrum som førte mitokondriene til å produsere store mengder ROS-molekyler, som drepte cellene.
Ifølge forfatterne, "Disse funnene indikerer en ny molekylær kobling mellom cellebevegelser og mitokondriell dynamikk, som ser ut til å være avgjørende for både den invasive aktiviteten og toleransen mot ROS av svært invasive kreftformer."
De konkluderer:
"Våre funn kan også føre til nye strategier for å forbedre effekten av ROS-mediert kreftterapi, for eksempel [strålebehandling]."
