Trwają prace nad nową metodą leczenia raka. Zamiast niszczyć komórki, odwrócono proces

Zespół prof. Kwang-Hyuna Cho z KAIST odkrył, że w sieciach genetycznych komórek istnieje tzw. molekularny przełącznik, który można aktywować w krytycznym momencie – tuż przed tym, jak zdrowe komórki przekształcają się w rakowe. Przełączenie to pozwala odwrócić proces nowotworzenia, przywracając komórkom właściwości typowe dla zdrowej tkanki.

– Po raz pierwszy udało się szczegółowo opisać na poziomie sieci genetycznej, jakie zmiany zachodzą w komórkach podczas rozwoju raka – coś, co dotąd pozostawało tajemnicą. Właśnie w tym krytycznym momencie przemiany ukryta jest wskazówka, jak odwrócić los komórek nowotworowych – wyjaśnił prof. Cho.

Naukowcy tłumaczą, że to tzw. zjawisko krytycznego przejścia, podobne do zmiany wody w parę w 100°C. W tym krótkim okresie komórki są szczególnie niestabilne i można wpływać na ich dalszy rozwój.

Dotychczasowe terapie nowotworowe opierały się głównie na eliminacji komórek rakowych – poprzez chemioterapię, radioterapię lub leczenie chirurgiczne. Takie podejście, choć skuteczne, często uszkadzało zdrowe tkanki i prowadziło do licznych powikłań.

Nowa metoda opracowana przez KAIST nie niszczy komórek, lecz zmienia ich charakterystykę. Dzięki zaawansowanemu cyfrowemu modelowaniu sieci genetycznych badacze zidentyfikowali kluczowe regulatory, takie jak MYB, HDAC2 i FOXA2, które sterują procesem różnicowania się komórek. Zablokowanie ich działania pozwoliło naukowcom przekształcić komórki raka jelita grubego w zdrowe komórki nabłonka jelitowego.

Wyniki potwierdziły testy molekularne oraz doświadczenia na myszach – w obu przypadkach komórki nowotworowe odzyskały właściwości zdrowych tkanek.

Zobacz także: Nowa terapia raka płuca. "Przyszłość leczenia onkologicznego"

Technologia opracowana przez zespół prof. Cho wykorzystuje dane z jednokomórkowego sekwencjonowania RNA oraz modelowanie komputerowe oparte na biologii systemowej. Dzięki temu można analizować procesy zachodzące w pojedynczych komórkach z niezwykłą precyzją i przewidywać, które geny pełnią funkcję "przełączników" odpowiedzialnych za rozwój raka.

Metoda ta umożliwia automatyczne tworzenie modelu sieci genetycznej, który symuluje dynamiczne zmiany zachodzące pomiędzy genami w trakcie rozwoju nowotworu. Analiza tzw. krajobrazu atraktorów pozwala następnie wskazać punkty, w których możliwe jest odwrócenie procesu rakowacenia.

Podczas badań zastosowano inhibitory molekularnych przełączników w hodowlach organoidów pochodzących od pacjentów z rakiem jelita grubego. Wyniki były jednoznaczne – zahamowano namnażanie się komórek nowotworowych, wyciszono ekspresję genów sprzyjających rozwojowi raka, a aktywowano te charakterystyczne dla zdrowych komórek jelitowych.

Prof. Cho podkreśla, że po raz pierwszy udało się na poziomie sieci genetycznej opisać proces powstawania raka i wykazać, że klucz do jego odwrócenia ukryty jest właśnie w tym momencie przemiany.

Choć prace koncentrowały się na raku jelita grubego, naukowcy przetestowali już tę metodę także na modelach nowotworów mózgu, identyfikując podobne przełączniki w rejonie hipokampa. To sugeruje, że technologia może stać się uniwersalnym narzędziem w terapii wielu typów raka.

Badania, prowadzone we współpracy z Uniwersytetem w Seulu i Narodowym Centrum Onkologii, zostały sfinansowane przez Koreańską Narodową Fundację Nauki oraz Ministerstwo Zdrowia Korei Południowej.

Nowatorskie podejście KAIST daje nadzieję, że w przyszłości leczenie raka nie będzie już polegało na jego niszczeniu, lecz na "uzdrawianiu" komórek od środka. Jeśli dalsze badania potwierdzą skuteczność tej metody u ludzi, może to być początek nowej ery w onkologii – ery, w której rak stanie się chorobą w pełni odwracalną.

Magdalena Pietras, dziennikarka Wirtualnej Polski

Źródła

1. News Medical
2. Ecancer.org