Kræft: Forskere afslører, hvordan man kan øge strålebehandling
Forskere har for nylig identificeret en molekylær vej, der forbinder bevægelsen af energiproducerende centre eller mitokondrier i kræftceller med resistens over for strålebehandling. Dette, siger de, kan føre til forbedrede kræftbehandlinger.
Selvom tidligere undersøgelser allerede havde afsløret, at vejen - kaldet Arf6-AMP1-PRKD2 - spiller en nøglerolle i kræftinvasivitet, forblev dens forhold til behandlingsresistens uklar.
Ved at studere aggressive brystkræftceller fandt forskere ved Hokkaido University i Japan, at Arf6-AMP1-PRKD2 styrer bevægelsen af mitokondrier inde i cellerne.
En nylig artikel, der findes i tidsskriftet Naturkommunikation beskriver deres arbejde.
Vejen gør det muligt for mitokondrier at "spredes" og bevæge sig i retning af cellernes omkreds, hvilket øger kræftens invasivitet.
Holdet bemærkede, at blokering af stien fik de energi-genererende strukturer til at samles i midten af cellerne i stedet. Der begyndte mitokondrierne at producere og frigive store mængder ustabile iltrige molekyler kendt som reaktive iltarter (ROS).
ROS-molekyler er et dobbeltkantet sværd i kræft; op til et bestemt niveau fremmer de kræftinvasivitet, men når mængderne er for store, dræber de kræftceller.
ROS, mitokondriabevægelse og integrin
En grund til, at strålebehandling - som bruger ioniserende stråling - kan krympe eller eliminere tumorer, er fordi det øger produktionen af ROS inde i kræftceller.
Nogle kræftformer bliver dog resistente over for strålebehandling og andre behandlinger, der virker ved at øge ROS i kræftceller, fordi cellerne udvikler en tolerance over for molekylerne.
Undersøgelsen er ikke den første til at bemærke, at mitokondrier bevæger sig rundt i cellerne. Det er kendt, at denne bevægelse finder sted under forskellige omstændigheder. Når f.eks. Hvide blodlegemer bevæger sig mod et mål - såsom et patogen eller potentielt skadeligt middel - samles deres mitokondrier i deres bagende.
I invasive kræftceller samles derimod "kraftcentre" i den øverste kant af cellen.
Et protein kaldet integrin synes også at være involveret i kræftinvasivitet. Proteinet sidder normalt i cellemembranen og hjælper med at fastgøre cellen til matricen af stoffer, der omgiver celler og holder væv sammen.
Den nye undersøgelse tog et dybere kig på, hvordan ROS, mitokondrie dynamik i celler og integrin kan være forbundet i invasiv kræft.
Undersøger linket i invasiv kræft
Efterforskerne udførte et sæt eksperimenter i invasive brystcancerceller. De spores ROS-produktion og bevægelsen af mitokondrier i cellerne ved at mærke forskellige molekyler med fluorescerende markører.
De blokerede derefter visse molekyler forbundet med kræftinvasivitet og observerede hvad der skete med disse mekanismer. Sådan identificerede de Arf6-AMP1-PRKD2-stien.
Resultaterne afslørede, at vejen hjalp med at genbruge integrin i kræftcellen, hvilket fik det til at danne et "adhæsionskompleks" i cellens membran. Til sidst udløste dette bevægelsen af mitokondrier til kanten af cellen.
Blokering af stien fik mitokondrier imidlertid til at samles midt i kræftcellen i stedet for kanten og reducerede invasivitet.
Holdet demonstrerede derefter, at det var denne samling i centrum, der førte mitokondrier til at producere store mængder ROS-molekyler, der dræbte cellerne.
Ifølge forfatterne “Disse fund indikerer en ny molekylær sammenhæng mellem cellebevægelser og mitokondrie-dynamik, som synes at være afgørende for både den invasive aktivitet og tolerance over for ROS af stærkt invasive kræftformer."
De konkluderer:
"Vores fund kan også føre til nye strategier til forbedring af effektiviteten af ROS-medieret kræftbehandling, såsom [strålebehandling]."
