Proč se rakovina plic šíří po těle?

Nová studie (Winslow et al., 2011), publikovaná v magazínu Nature, informuje o tom, že biologové z Massachusetts Institute of Technology (MIT), specializující se na rakovinu, identifikovali genetickou změnu, která podporuje šíření plicních nádorů do ostatních částí těla. Poznatky nabízejí zcela nový pohled na to, jak rakovinové nádory plic metastazují, a mohou pomoci identifikovat přesná místa, kde by měly působit léky proti metastazujícím nádorům, které zapříčiňují 90 % úmrtí pacientů s rakovinou.

Výzkumný tým vedený Tylerem Jacksem, ředitelem David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research (web) při MIT, objevil zmíněnou změnu při studium myších modelů rakoviny plic. Poté tým porovnal data z myší s genetickými profily lidských plicních nádorů a zjistil, že pro oba případy společná redukovaná aktivita genu Nkx2-1 je spojená s vyšší úmrtností pacientů s rakovinou plic.

„Studie představuje důležitý posun v chápání, jak změny, které redukují aktivitu genu Nkx2-1, mohou zvyšovat agresivitu nádorů," říká Monte Winslow, postgraduální odborný asistent na Koch Institute při MIT a vedoucí autor studie (Trafton, 2011).

Pochopení role genu Nkx2-1 může pomoci vědcům vytvořit léky, které by zabraňovaly jeho úbytku. V tomto okamžiku jsou vědci a lékaři pouze schopni sledovat jeho hladiny, ale pacientovi v jejich navýšení pomoci nemohou.

Winslow a jeho kolegové z Koch Institute studovali myši, které byly geneticky upraveny tak, aby se u nich objevila rakovina plic. Myší plicní buňky mohou být „donuceny" k produkci aktivní formy rakovinotvorného genu KRAS. Zároveň je odstraněn nádory tlumící gen p53. U všech myší se objevila rakovina plic, avšak pouze zlomek z nádorů metastazoval. To přivedlo vědce k myšlence, že je třeba další genetická úprava, nutná pro metastázy nádorů.

Výzkumníci analyzovali genomy metastazujících i nemetastazujících nádorů a doufali, že objeví nějakou genetickou odlišnost, která mohla stát za jejich rozdílností. Nejvýraznější odlišností byla absence aktivity genu Nkx2-1 u metastazujících nádorů.

Gen Nkx2-1 kóduje transkripci proteinu, který kontroluje expresi další genů. Jeho normální funkcí je kontrola vývoje plic, štítné žlázy a hypothalamu. Když však rakovinové buňky přeruší expresi genu, získají možnost dostat se mimo plíce a rozšířit se po těle, přičemž vznikají další nádory.

Jakmile vědci identifikovali Nkx2-1 jako gen důležitý pro metastázu, začali sledovat účinky dalších genů. Zaměřili se na gen HMGA2 a zjistili, že Nkx2-1 potlačuje HMGA2 v dospělé tkáni. Když je totiž Nkx2-1 odstraněn z rakovinových buněk, HMGA2 se objeví a pomáhá nádoru, aby se stal agresivnějším.

Role genu HMGA2 při výskytu rakoviny byla již v minulosti zkoumána mnoha studiemi. O jeho roli při rakovině vaječníků pojednává například studie týmu z Feinberg School of Medicine při Northwestern University v USA (web) (Mahajan et al., 2010).

V budoucnu bude velmi obtížné zaměřit léky na gen Nkx2-1, protože je mnohem obtížnější vytvořit léky, které gen znovu aktivují, než ty, které aktivitu genu omezují. Mnohem reálnější se jeví zaměření na gen HMGA2 nebo další geny, které Nkx2-1 omezuje.

V současné době se vědecký tým kolem Tylera a Winslowa zaměřuje na ostatní typy rakoviny, aby zjistili, zda jsou na ně poznatky studie aplikovatelné.

Autor: Jakub Málek

Použité zdroje:

Originální text studie: Winslow M M, Dayton T L, Verhaak R G W, Kim-Kiselak C, Snyder E L, Feldser D M, Hubbard D D, DuPage M J, Whittaker C A, Hoersch S, Yoon S, Crowley D, Bronson R T, Chiang D Y, Meyerson M a Jacks T (2011): Suppression of lung adenocarcinoma progression by Nkx2-1. In Nature. doi:10.1038/nature09881. [online]. cit. 7. 4. 2011

Připraveno podle: Trafton A (2011): Understanding why lung cancer spreads. In MIT news. [online]. cit. 7. 4. 2011

Další použité zdroje: Mahajan A, Liu Z, Gellert L, Zou X, Yang G, Lee P, Yang X, a Wei J-J (2010): HMGA2: A biomarker significantly overexpressed in high-grade ovarian serous carcinoma. In Modern Pathology. N. 23, 673-681. doi:10.1038/modpathol.2010.49. [online]. cit. 7. 4. 2011

Obrazová příloha:

rakovinove_bunky_plice.jpg: http://web.mit.edu/newsoffice//images/article_images/20110406112403-1.jpg