Kanser Hücreleri İstilayı Desteklemek İçin Güç Dalgaları Yaratıyor
Kanser hücreleri, olağan biyolojik hız sınırlarını aşma yetenekleriyle ünlüdür. Hızla bölünürler, kan damarlarına doğru göç ederler ve çoğu sağlıklı dokuyu felç edecek düşük oksijen seviyelerinden sağ çıkarlar.
Araştırmacıların bir asırdır aklını kurcalayan soru, bu düzensiz hücrelerin enerji ölçümlerini nasıl bu kadar sık ve yüksek değerlerde çalıştırabildikleridir.
Johns Hopkins Tıp Merkezi’nin yeni çalışması alışılmadık bir cevap sunuyor: Enerji sadece hücrenin içinde dolaşmıyor. Hücre zarı boyunca, glikoliz proteinlerinin ritmik bantları halinde dalgalanarak, hücrenin en çok ihtiyaç duyduğu yerde taze adenozin trifosfat (ATP) üretiyor.
Ders kitapları enzim dalgalarını kaçırıyor
Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Dr. David Zhan, “Bu bulgu, hepimizin biyokimya dersinden öğrendiğimiz klasik ders kitabı bilgisine meydan okuyabilir” dedi.
Zhan ve meslektaşları glikolizdeki her bir önemli enzimi floresan işaretleyiciyle işaretlediler, ardından meme kanseri hücrelerini konfokal mikroskop altında filme aldılar.
Her dokuz dakikada bir, dış zar boyunca renkli bir dalga yuvarlanıyor ve enzimlerin uyumlu bir şekilde hareket ettiğini gösteriyordu. Normal meme kanalı hücreleri ise, aksine, düz bir taban çizgisinden biraz daha fazlasını gösteriyordu.
Daha fazla dalga, daha agresif tümörler
Ekip, bu parıldayan halkaları, uzun zamandır var olan Warburg etkisi adı verilen bir bilmeceyle ilişkilendirdi. Bu etki, tümörlerin oksijen bol olduğunda bile şeker fermantasyonunu destekleme alışkanlığıdır.
Glikolizi hücrenin sınırına sabitlemenin, ATP üretimi ile hücrenin ihtiyaçları arasındaki mesafeyi kısalttığını savunuyorlar. Bu yakınlık, hareket etme, esneme ve istila etme gibi mekanik işleri destekliyor.
Johns Hopkins Üniversitesi’nde hücre biyolojisi profesörü olan Dr. Peter Devreotes, “Kanser ne kadar agresifse, hücre yüzeyinde o kadar çok dalga buluyoruz” dedi.
Yüksek dereceli meme, karaciğer, pankreas, akciğer ve kolon kanseri hatları, daha az agresif olanlara göre daha hızlı ve daha parlak dalgalarla nabız atıyordu.
Agresif kanser hücreleri enerjiyle nabız atıyor
Kantitatif görüntüleme, bağlantıya sayılar yerleştirdi. Yoğun yüzey dalgalanmalarına sahip hücreler, zayıf dalgalanmalara sahip hücrelere göre %25 daha fazla membrana yakın ATP içeriyordu.
Daha fazla dalgalanmaya sahip hücreler genel olarak glikolize daha fazla yöneldi ve toplam ATP’lerinin üçte birine kadarını ana sitozol yerine bu zar bölgelerinde ürettiler. Aynı sonuçlar, grubun daha önce bildirdiği hayvan çalışmalarında da yüksek metastaz potansiyeli gösterdi.
Daha yüksek dalga sayıları, hücrenin besinleri yutma süreci olan daha hızlı makropinositozla ilişkiliydi. Ayrıca, her ikisi de metastatik hazırlığın klasik belirtileri olan yeni protein sentezindeki artışlarla da örtüşüyordu.
Dalga oluşumunun engellenmesi hücre yayılmasını azaltır
Aktin monomerlerini yerinde tutan deniz kökenli bir molekül olan latrunculin A ile dalga oluşumunun engellenmesi, yerel ATP’yi yaklaşık yüzde 25 oranında azaltmış ve önceki tümör modellerinde hücre istilasını yavaşlatmıştır.
Johns Hopkins çanaklarında ilaç, birkaç dakika içinde renkli bantları yok etti ve hücre hareketini köreltti.
Buna karşılık, tek bir glikolitik enzimin ( fosfofruktokinaz ) moleküler bir “kanca” ile zara yapışmasını sağlamak, yolun geri kalanını da beraberinde sürükledi.
Manipüle edilen hücreler daha geniş yayıldı ve daha hızlı ilerledi, bu da yüksek dalga kanser hatlarının davranışını yansıtıyordu.
İlaçlarla dalgalanmayı durdurmak
2‑deoksi‑D‑glikoz ve 3‑bromopirüvat gibi standart anti-glikolitik kokteyller, hücre kenarı ATP’sinin çoğunu yok etti, ancak aynı zamanda toksisiteye de yol açtı. Ekip daha hafif bir taktik denedi: dalgaların aktin iskeletini hedef aldı.
Düşük doz latrunculin, dalga aktivitesini yaklaşık yüzde 60 oranında azalttı ancak mitokondriyal işlevi korudu; bu da terapötik bir pencereye işaret ediyor.
Artan maligniteye sahip dört meme kanseri hattında yapılan yan yana bir testte, kısmi dalga baskılanması besin alımını azalttı.
Etki, en agresif iki soyda, daha hafif olan çifte göre çok daha fazlaydı. Fotoanahtarlanabilir bir belirteçle ölçülen protein sentez oranları, dalga kaybıyla uyumluydu. En kötü davranış gösteren hücreler üzerindeki bu tür seçici baskı, adjuvan ortamında değerli olabilir.
Dalga frekansı aynı zamanda bir evreleme aracı da olabilir. Bu fenomen zar üzerinde gerçekleştiğinden , teorik olarak yüzey destekli Raman probları veya pozitron emisyon tomografisinde parlayan kontrast maddeler tarafından erişilebilir.
Dalga yoğunluğunun ölçülmesi, klinisyenlerin genomik testleri beklemeden tümörün yayılmaya hazır olup olmadığını belirlemelerine yardımcı olabilir.
Kendini güçlendiren ritim kanseri körüklüyor
Kendi kendini organize eden metabolik dalga kavramı bir geri bildirim döngüsü oluşturur. Aktin dinamikleri enzimleri sınıra iter, yoğunlaşmış enzimler ATP’yi artırır ve taze ATP daha fazla aktin yeniden yapılanmasını besler. Üçgenin herhangi bir tarafını kesintiye uğrattığınızda, en azından kültür hücrelerinde momentum zayıflar.
Hastalara çeviri, üç boyutlu dokuda ve canlı organizmalarda dalga davranışının dikkatli bir şekilde haritalanmasını gerektirecektir.
Tümör mikro ortamları arasında sert ekstraselüler matrisler, dalgalanan oksijen ve bağışıklık saldırıları gibi, zar ritimlerini güçlendirebilecek veya azaltabilecek faktörler bulunur.
Devreotes, “Bulgularımız, enerji üreten dalgaların daha yüksek seviyeleri ile kanserin daha şiddetli olması arasında bir korelasyon olduğunu gösteriyor” dedi.
Dalgalar kanser tedavilerine rehberlik edebilir
Bir floresan bandının hücrenin etrafında dönmesini izlemenin basitliği, metabolik durum için sezgisel bir biyobelirteç sunar. Devreotes, dalgaların kanser biyologlarına uzun süredir soyut bir akı hesaplaması olarak ele alınan Warburg etkisine dair somut bir bakış açısı sağlayabileceğini düşünüyor.
Gelecekteki deneyler, hayvan modellerinde aktin-enzim ortaklığının bozulmasının gerçek tümörleri yavaşlatıp yavaşlatmadığını veya sadece enerji tedariklerini yeniden yönlendirip yönlendirmediğini test edecek.
Eğer birincisi geçerli olursa, onkologlar hastaları aç bırakmadan tümörleri aç bırakmayı amaçlayan metabolik tedavilerin giderek artan listesine “dalga kırıcıları” ekleyebilirler.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Kanser Hücreleri İstilayı Desteklemek İçin Güç Dalgaları Yaratıyor
Akıllı Telefonların Yerini Alacak “Akıllı Lensler” Geliştirilecek
/Kanser Hücreleri İstilayı Desteklemek İçin Güç Dalgaları Yaratıyor/Kanser Hücreleri İstilayı Desteklemek İçin Güç Dalgaları Yaratıyor