Kluczowy gen angiogenezy zidentyfikowany
Katarzyna Kopka | 2008-05-31
Najnowsze odkrycie australijskich naukowców może zrewolucjonizować leczenie nowotworów. Zidentyfikowali oni gen RGS5, który jest odpowiedzialny za rozwój naczyń krwionośnych stanowiących układ krążenia guza, czyli za proces angiogenezy. Usunięcie genu prowadzi do zmian w nowotworowych naczyniach krwionośnych, co ułatwia przepływ przez nie komórek układu odpornościowego. Dzięki temu znowelizowane leczenie raka mogłoby być znacznie skuteczniejsze i wywoływać mniej efektów ubocznych.
Angiogeneza (gr. angeion = naczynie + genesis = pochodzenie, powstawanie), to proces nowotworzenia naczyń krwionośnych. Zachodzi ona głównie w życiu płodowym, kiedy rozwija się układ krwionośny. Jej występowanie w życiu pozapłodowym jest znacznie rzadsze i często wiąże się z procesami patologicznymi. Jest odpowiedzią na niedostateczne dotlenienie tkanki i często zachodzi podczas procesów nowotworowych.
Komórki nowotworowe mają podobne potrzeby życiowe jak zdrowe komórki organizmu. Muszą usuwać zbędne produkty reakcji, jak również potrzebują substancji odżywczych, aby funkcjonować i namnażać się. Wytworzenie własnego układu krążenia pozwala na zaspokojenie tych potrzeb. Jest to więc również potencjalna droga, którą możemy wykorzystać aby zahamować rozwój guza. Jednak naczynia krwionośne wytworzone przez nowotwór różnią się morfologicznie od typowych. Są one bowiem rozszerzone, kruche oraz pozbawione typowej dla układu krwionośnego hierarchii.
Naukowcom z Australii udało się zidentyfikować gen, który jest odpowiedzialny za proces angiogenezy. Nazywa się on RGS5. Okazało się, iż jego usunięcie z komórek nowotworowych powoduje zahamowanie procesu tworzenia naczyń krwionośnych. Co więcej, jego działanie dotyczy jedynie komórek rakowych i pozostaje obojętne dla zdrowych tkanek organizmu. Usunięcie tego genu u myszy powodowało normalizowanie budowy naczyń, stawały się one podobne do pozostałych naczyń organizmu. Takie zmiany umożliwiały swobodny przepływ komórek układu odpornościowego do wnętrza guza. Dzięki temu mogły one niszczyć komórki nowotworowe, co znacznie zwiększało szanse zwierząt na przetrwanie.
W terapii takiej można również zastosować substancje zapalne, które znacznie zwiększają efektywność przepływu komórek układu odpornościowego do wnętrza guza.
W uprzedniej pracy opublikowanej w Journal of Clinical Investigation ten sam autor przedstawił badania analizujące drogę zwalczania nowotworu przez komórki układu odpornościowego. Grupa badaczy zaprojektowała, na podstawie białka znajdującego się wewnątrz nowotworu, dwa przeciwciała. Prowadzono dwojaką terapie myszy z nowotworem trzustki; łączoną – z dwoma przeciwciałami jednocześnie, jak i z każdym z osobna. Obie terapie prowadziły do nagromadzenia się przeciwciał w okolicy guza oraz znaczne zredukowanie rozwoju naczyń krwionośnych. Niedostatecznie ukrwiony guz nie mógł się więc rozwijać. Po przeprowadzeniu terapii u badanych myszy przez długi okres czasu nie wystąpiły nowotwory.
Odkrycie grupy naukowców z Western Australian Institute for Medical Research (WAIMR) pod kierunkiem profesora Rutha Gaussa daje ogromną wiedzę o tym, co dzieje się wewnątrz nowotworu. Jeśli z kolei zrozumiemy dokładnie zachodzące tam procesy i nauczymy się nimi sterować będzie możliwe przeprowadzanie terapii nowotworowej wywołującej znacznie mniej efektów ubocznych.
Źródło:
biotechnews.com: "Angiogenesis master gene", 17/04/2008
Komentarze
MM | 2008-05-31 16:39:55
Okazało się, iż jego usunięcie z komórek nowotworowych powoduje zahamowanie procesu tworzenia naczyń krwionośnych. ORAZ Usunięcie tego genu u myszy powodowało normalizowanie budowy naczyń, stawały się one podobne do pozostałych naczyń organizmu. Czy zatem angiogeneza była hamowana, czy też rozwijające się naczynia były normalne? Istnieje teoria mówiąca o narmalizującym działaniu leków antyangiogennych na naczynia nowotworu, jednak tutaj mamy do czynienia z knock-outem genowym, więc chyba efekt powinien być jednoznaczny i dawać w rezultacie określony fenotyp.
Drobna uwaga do angiogenezy w życiu płodowym i dorosłym organizmie. Ważną rolę w rozwoju płodu odgrywa waskulogeneza, czyli proces tworzenia naczyń de novo, z inicjujących to komórek prekursorowych, wywodzących się z hemangioblastów. Co do waskulogenezy, faktycznie uważa się, że w życiu drosłym nie zachodzi, bądź zachodzi stosunkowo rzadko, z udziałem progenitorowych komórek śródbłonka naczyń EPCs (ang. endothelial progenitor cells).
Angiogeneza (tworzenie nowych naczyń z już istniejących) jest natomiast bardzo istotnym w dorosłym życiu procesem. Może nieszczególnie powszechnym, ale: koniecznym dla prawidłowego gojenia się ran (!), ukrwienia śluzówki macicy w czasie jej narastania w cyklu miesięcznym, tworzenia naczyń podczas wzrostu kości.
Faktem jest że zaburzenia angiogenezy mogą być przyczyną chorób bądź odpowiednio nasilać lub zmniejszać ich objawy. Dotyczy to jednak zarówno nadmiernej angiogenezy, jak też niedostatecznej. (Por. np. Carmeliet P Angiogenesis in health and disease, Nature Medicine 2003). Równowaga procesów angiogennych, wynikająca głównie z odpowiednich proporcji i kontroli stężeń licznych jej regulatorów, zarówno stymulatorów, jak i inhibitorów, musi być zatem ściśle zachowana, by nie dochodziło do patologii. Zaburzenia w OBIE STRONY są niebezpieczne.
Co do roli zapalenia w rozwoju nowotworów, to zdania są chyba podzielone? Niektórzy uważają, że procesy zapalne należałoby raczej hamować (por. np. Świat Nauki, sierpień 2007, Stix G Zapalne ogniska raka). Szczególną rolę przypisuje się makrofagom zasocjowanym z guzem (TAMs, tumour associated macrophages) i wydzielanym przez nich cytokinom, również w tzw. angiogenic switch, czyli zastymulowaniu właśnie procesu angiogenezy. Niestety nie znam wspomnianych prac o zwalczaniu nowotworu przez komórki układu odpornościowego, więc nie potrafię się ustosunkować. Czy chodzi o działanie limfocytów?
MM | 2008-05-31 16:43:52
Jeszcze jedna uwaga, co do białka znajdującego się wewnątrz nowotworu. Podejrzewam, że chodzi o jakiś marker powierzchniowy? Z celowaniem nawet przeciwciałami w tego rodzaju markery jest także spory problem. Po pierwsze są one różne w różnych rodzajach nowotworów, więc najprawdopodobniej zespół ten zaprojektował przeciwciała dla jednego rodzaju nowotworu? Po drugie, dany nowotwór może tracić niektóre markery, a zyskiwać inne, co jest powodowane zmiennością komórek guza i ich selekcją; prowadzi to często do uodpornienia się nowotworu na daną terapię, nawet jeśli początkowo daje rezultaty.