Hvordan hjelper svulstens surhet med å spre kreft?
Ved å undersøke hva som skjer med celler i syreområder i svulster, har forskere avdekket ny informasjon om kreftens invasivitet og spredning. Oppdagelsen kan føre til bedre behandlinger for aggressive svulster.
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge fant at sure eller lave pH-svulsteregioner endrer genuttrykk i kreftceller på måter som gjør dem mer aggressive.
I et papir som vises i tidsskriftet Kreftforskning, beskriver de hvordan de, ved å redusere svulstens surhet, var i stand til å reversere prosessen hos mus.
"Tumoracidose," sier den første studieforfatteren Nazanin Rohani Ph.D., som var postdoktor i Koch Institute for Integrative Cancer Research ved MIT da hun fullførte arbeidet, "gir opphav til uttrykk for molekyler involvert i celleinvasjon og migrasjon.
"Denne omprogrammeringen, som er en intracellulær respons på et fall i ekstracellulær pH, gir kreftcellene muligheten til å overleve under lave pH-forhold og spre seg."
Metastase og svulstmiljø
Metastase er den komplekse prosessen der kreftceller blir mobile, løsner seg fra primære svulster, invaderer nærliggende vev, migrerer og deretter setter opp sekundære svulster i andre deler av kroppen.
Rundt 9 av 10 av alle kreftdødsfall "er relatert til metastaser." Uten metastase ville kreft være en mye mer håndterbar og mindre alvorlig sykdom.
Det var en tid da forskere mente at potensialet for metastasering av svulster bare var avhengig av endringer i kreftceller.
Siden da har forskere imidlertid lært at den "ondartede progresjonen av kreft" også avhenger av at kreftceller deltar i et "intrikat nettverk av interaksjoner" med andre deler av vevet som omgir dem, eller svulstens mikromiljø.
Det er nå en god forståelse blant forskere at svulster ikke bare er samlinger av multipliserende kreftceller, men "levende enheter", som består av mange forskjellige typer celler. Faktisk kan kompleksiteten i tumorvev til og med overstige kompleksiteten til sunne vev.
Studien som Dr. Rohani og hennes kolleger gjennomførte, legger til den økende kunnskapen om svulstens mikromiljøer og deres bidrag til metastase.
Kartlegge svulstens surhet
Tidligere forskning hadde allerede slått fast at surhet i svulstens mikromiljø hadde en kraftig effekt på kreftens invasivitet. Det som imidlertid ikke var klart, var hvordan surheten varierte i en svulst, og hvordan det kan endre gener for å gjøre tumorceller mer invasive.
Før den nylige studien var den rådende oppfatningen at høy surhet i svulster forekom hovedsakelig i oksygen-sultede områder med dårlig blodtilførsel.
For undersøkelsen brukte MIT-forskerne en "pH-sonde" for å kartlegge surhet i brystkreftsvulster hos mus.
Når pH-sonden oppdager en celle i et surt miljø, setter den inn et lite proteinmolekyl i cellens membran. På denne måten kan forskerne merke og identifisere celler i sure områder av svulstene.
Til sin overraskelse fant teamet at syreregioner ikke bare var tilstede i hypoksiske eller oksygen-sultede lommer i svulster. Overflatene til svulster - der de kobles til stroma, eller "strukturelt vev" som omgir dem - inneholdt også sure regioner.
Denne oppdagelsen antydet at oksygen-sult ikke var hovedårsaken til surhet i svulster. Ved nærmere undersøkelse fant forskerne en annen årsak til mikromiljøets surhet ved tumoroverflaten.
Reduserer svulstens surhet
Det så ut som at metabolismen til mange av cellene på overflaten av brysttumorene hadde endret seg til aerob glykolyse. Denne typen metabolisme produserer melkesyre, noe som gjorde svulstens mikromiljø surere.
I disse sure tumoroverflateområdene hadde cellene endret genene sine for å slå på prosesser som favoriserer invasjon og metastase.
De aktiverte genene inkluderte en som er involvert i embryoutvikling og produserer et protein som hjelper cellevandring via blodstrømmen. En annen var en som gjør tumorceller mer i stand til å trenge gjennom det omkringliggende vevet.
I et annet sett med eksperimenter fant teamet at å redusere surheten i svulstens mikromiljø returnerte genuttrykkene nesten tilbake til det normale.
Forskerne reduserte svulstens surhet i musene ved å tilsette natriumbikarbonat i drikkevannet. Andre studier har også funnet at dette reduserer metastase hos mus.
Senior studieforfatter Frank B. Gertler, som er professor i biologi ved MIT, sier at mennesker ikke tåler natriumbikarbonat, og derfor ville det ikke være en passende potensiell behandling for dem.
"Andre metoder som mer fokuserer på forsuring kan være av stor verdi."
Prof. Frank B. Gertler
