Cykl okołodobowy

Jedną z charakterystycznych cech komórek nowotworowych jest ich nieograniczona i niekontrolowana zdolność do podziałów. Właśnie dzięki tej cesze guzy nowotworowe potrafią powiększać się w zaskakującym tempie, a czasem tworzą przerzuty, odrywając się od głównej masy guza i rozprzestrzeniając się po organizmie.

Metody celujące bezpośrednio w zapobieganie podziałom komórek nowotworowych oraz blokujące ich zdolność do rozprzestrzeniania się od dawna stanowią główny cel badawczy. Naukowcy z Salk przedstawili bardzo ciekawe podejście, które zaburza zdolności nowotworu do unikania ograniczeń narzuconych przez cykl okołodobowy.

Cykl okołodobowym to rodzaj wewnętrznego zegara każdej komórki, który reguluje wiele różnych mechanizmów. Cykl rozpoczyna się co 24 godziny, a jedną z jego wielu funkcji jest wysyłanie informacji komórkom, kiedy mają pobierać oraz przetwarzać składniki odżywcze. Zdrowe komórki poświęcają tej czynności około 12 godzin dziennie. Takie ograniczenie jest koniecznie, aby nie zostały przytłoczone przez nadmiar składników odżywczych oraz metabolitów powstających w procesie ich rozpadu. Po upływie tych 12 godzin wzrasta poziom białka REV-ERB, co hamuje zdolność komórki do syntezy tłuszczów i wycisza procesy autofagii. Kiedy poziom białka REV-ERB ponownie spada, komórki wznawiają produkcję tłuszczu i zaczynają rozkładać niepotrzebne składniki komórkowe.

Wielki apetyt komórek nowotworowych

Komórki nowotworowe chcąc utrzymać swoje wysokie tempo podziałów oraz nieograniczone procesu wzrostu, nie mogą sobie pozwolić na okresowy głód narzucony przez rytm dobowy. Zanim będą mogły się dzielić, muszą osiągnąć odpowiednią wielkość, a w tym celu potrzebują ogromnych ilości składników odżywczych. W związku z tym wszystkie nowotwory opracowują strategie omijania ograniczeń okołodobowych.

Białko REV-ERB, które włącza i wyłącza możliwości konsumpcyjne komórek, jest obecne zarówno w komórkach nowotworowych, jak i w pozostałych zdrowych komórkach. Jednak mechanizmy, które uwrażliwiają komórki na obecność tego białka, w komórkach nowotworowych pozostają nieaktywne. Właśnie tym problemem postanowili zająć się naukowcy z Instytutu Salk.  

Zespół (kierownik prof. Satchinadanda Panda), użył dwóch znanych aktywatorów REV-ERB (SR9009 oraz SR9011) i testował ich działanie na kilku różnych typach komórek nowotworowych, w tym na komórkach glejaka wielopostaciowego, niezwykle niebezpiecznego raka mózgu. We wszystkich przypadkach komórki nowotworowe, pozbawione substancji odżywczych, umierały z powodu braku dostępu do wystarczającej ilości składników odżywczych, podczas gdy zdrowe komórki, które normalnie podlegają temu okresowemu postowi, pozostały nienaruszone. Leczenie testowane w mysim modelu glejaka, skutecznie wyeliminowało komórki nowotworowe, pozostawiając jednocześnie zdrowe.

Ryc. 1. Rycina przedstawia zachwycające efekty nowej terapii. Glejak wielopostaciowy poddany terapii znacząco zmniejszył swoją rozległość po zaledwie 6 dniach od podania pierwszej dawki. [Źródło: Gabriele Sulli, Amy Rommel, Xiaojie Wang, Matthew J. Kolar, Francesca Puca, Alan Saghatelian, Maksim V. Plikus, Inder M. Verma & Satchidananda Panda, 2018, Pharmacological activation of REV-ERBs is lethal in cancer and oncogene-induced senescence].

Wyniki badań przeprowadzonych przez naukowców z Salk są bardzo obiecujące i dają nadzieje na wytworzenie nowej terapii przeciwnowotworowej z minimalnymi skutkami ubocznymi. Jednak aby to ocenić, konieczne będą dalsze badania celem upewnienia się, jak dokładnie aktywatory REV-ERB wpływają na metabolizm pozostałych komórek oraz w szczególności, jak wpływaja na metabolizm mikrobiomu jelitowego.