Λευχαιμία: Σε μια παγκόσμια πρωτοτυπία, ερευνητές του Newcastle ανακάλυψαν τους μηχανισμούς που χρησιμοποιούν τα κύτταρα της οξείας μυελοειδούς λευχαιμίας (ΟΜΛ) για να παράγουν “ελεύθερες ρίζες” – το υποπροϊόν μιας κυτταρικής διαδικασίας που τροφοδοτεί επιθετικά την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων και περιορίζει την αποτελεσματικότητα των σημερινών θεραπειών.
Όπως δημοσιεύθηκε στις 28 Μαρτίου στο επιστημονικό έντυπο Science Signaling, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Newcastle και του Ινστιτούτου Ιατρικών Ερευνών Hunter (HMRI) εντόπισαν επίσης μια στρατηγική για την αποσιώπηση της παραγωγής ελεύθερων ριζών στα λευχαιμικά κύτταρα, ενισχύοντας με τη σειρά τους την ανταπόκρισή τους στις τρέχουσες θεραπείες που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία ασθενών με λευχαιμία.
Δραστικά είδη οξυγόνου (ROS)
Η παραγωγή δραστικών ειδών οξυγόνου (ROS), γνωστών και ως ελεύθερες ρίζες, είναι ένα απαραίτητο και αναμενόμενο υποπροϊόν των κυτταρικών διεργασιών στο ανθρώπινο σώμα. Ωστόσο, η υπερπαραγωγή ή η ανεξέλεγκτη παραγωγή δραστικών ειδών οξυγόνου ROS μπορεί να προκαλέσει βλάβες στο DNA, τα κύτταρα και τους ιστούς, οδηγώντας σε ασθένειες. Στην περίπτωση του καρκίνου, τα κακοήθη κύτταρα εθίζονται στα δραστικά είδη οξυγόνου ROS, χρησιμοποιώντας την καταστροφική τους δύναμη για να προκαλούν συνεχείς αλλαγές στους μηχανισμούς ανάπτυξης και επιβίωσης των κυττάρων, καθιστώντας τη θεραπεία τους σχεδόν αδύνατη. Τα καρκινικά κύτταρα χρησιμοποιούν επίσης τα δραστικά είδη οξυγόνου ROS για να ενισχύσουν την ανάπτυξή τους μέσω της οξείδωσης των πρωτεϊνών που απαιτούνται για την ενέργεια.
Ο βιοϊατρικός επιστήμονας, αναπληρωτής καθηγητής του Πανεπιστημίου του Newcastle, Mat Dun, δήλωσε ότι οι αναφορές για υπερβολικά δραστικά είδη οξυγόνου ROS στον καρκίνο έχουν αυξηθεί σε συχνότητα τα τελευταία χρόνια, ωστόσο μέχρι τώρα, οι συγκεκριμένοι μηχανισμοί που εμπλέκονται, ήταν ελάχιστα κατανοητοί. “Ξεκινήσαμε να διερευνήσουμε την πηγή των δραστικών ειδών οξυγόνου ROS στα λευχαιμικά κύτταρα και τον τρόπο με τον οποίο τα δραστικά είδη οξυγόνου ROS επηρεάζουν την ανάπτυξη των λευχαιμικών κυττάρων, την επιβίωση και την ανταπόκριση στις αντικαρκινικές θεραπείες.
“Είναι σημαντικό, πιστεύαμε ότι αν μπορούσαμε να εντοπίσουμε τον τρόπο με τον οποίο τα δραστικά είδη οξυγόνου ROS διαιωνίζουν την κακοήθεια, θα μπορούσαμε να βρούμε έναν τρόπο να μετριάσουμε την παραγωγή ROS και να ελέγξουμε ή να μειώσουμε την ανάπτυξη και την επιβίωση των λευχαιμικών κυττάρων”, δήλωσε.
Παγκόσμια πρωτιά
Είναι η πρώτη φορά που η επίδραση των δραστικών ειδών οξυγόνου ROS ή των ελεύθερων ριζών χαρακτηρίζεται σε ολόκληρο το “πρωτεόμ”, δηλαδή σε όλες τις πρωτεΐνες, στην οξεία μυελογενή λευχαιμία.
Ο αναπληρωτής καθηγητής Dun δήλωσε ότι, καθώς τα δραστικά είδη οξυγόνου ROS πιστεύεται ότι αποτελούν βασικό παράγοντα σχεδόν σε όλους τους τύπους καρκίνου, η ανακάλυψή τους θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι αποτελεσματική και για άλλους τύπους καρκίνου.
“Τα αντικαρκινικά φάρμακα συνήθως δρουν στοχεύοντας σε πρωτεΐνες, καθιστώντας το εύρημά μας ιδιαίτερα κατατοπιστικό στους κύκλους της έρευνας για τη λευχαιμία, το οποίο ελπίζουμε ότι θα μεταφραστεί σε βελτιωμένη επιβίωση για μελλοντικούς ασθενείς με λευχαιμία”.
Το ταξίδι προς την ανακάλυψη
Για τη διεξαγωγή της έρευνας, η ομάδα χρησιμοποίησε μια εξειδικευμένη τεχνική γνωστή ως “υψηλής ανάλυσης πρωτεομική σκιαγράφηση”. Αυτό περιελάμβανε την αξιολόγηση του εύρους των πρωτεϊνών εντός των κυττάρων του αίματος από ασθενείς με οξεία μυελογενή λευχαιμία σε σύγκριση με υγιή κύτταρα του αίματος, καθώς οι πρωτεΐνες είναι αυτές που ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα αναπτύσσονται και ανταποκρίνονται ή αντιστέκονται στις θεραπείες του καρκίνου.
Με τη βοήθεια των Δανών συνεργατών τους, η ομάδα αξιολόγησε τον τρόπο με τον οποίο τα δραστικά είδη οξυγόνου ROS επηρεάζουν τις πρωτεΐνες εντός των λευχαιμικών έναντι των υγιών κυττάρων. “Η πρωτεομική μας σκιαγράφηση έδειξε ότι οι πρωτεΐνες που επηρεάζονται από τα δραστικά είδη οξυγόνου ROS εκφράζονταν περισσότερο σε ορισμένους ασθενείς σε σχέση με άλλους, και, σε εκείνες με υψηλή έκφραση, εντοπίσαμε μια γενετική μετάλλαξη κοινή σε κάθε δείγμα”, εξήγησε ο αναπληρωτής καθηγητής Dun.
Αποσιώπηση των ελεύθερων ριζών της οξείας μυελοειδούς λευχαιμίας
Οι πρωτεΐνες που εντοπίζονται ως επηρεασμένες σε δείγματα καρκίνου θεωρούνται θεραπευτικό τρωτό σημείο. “Γνωρίζαμε ότι αν μπορούσαμε να βρούμε ή να αναπτύξουμε φάρμακα που θα στόχευαν τις πρωτεΐνες που είναι ενεργές ή υπάρχουν στα κύτταρα της λευχαιμίας, θα μπορούσαμε να παρεμποδίσουμε την ικανότητα του καρκίνου να αναπτύσσεται διαρκώς και να επιβιώνει”.
Σε συνεργασία με τη φαρμακευτική εταιρεία GlaxoSmithKline, η ομάδα δοκίμασε το νέο, στοχευμένο στις ROS φάρμακο της στα μοντέλα λευχαιμίας, ανακαλύπτοντας ότι η ανάπτυξη των λευχαιμικών κυττάρων παρεμποδίστηκε. Αυτό συνέβη ιδιαίτερα στα μοντέλα που μιμούνταν τύπους λευχαιμίας ανθεκτικούς στα φάρμακα. “Εάν οι μελλοντικές κλινικές δοκιμές επιβεβαιώσουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα του φαρμάκου που στοχεύει τα δραστικά είδη οξυγόνου ROS, η προσέγγιση αυτή θα βοηθήσει πιθανότατα ένα μεγάλο υποσύνολο ατόμων με οξεία μυελογενή λευχαιμία, συμπεριλαμβανομένων εκείνων με ανθεκτική στα φάρμακα νόσο”.