Η μελέτη, με επικεφαλής τον Δρα Ahmad Jomaa, δημοσιεύτηκε στο Nature Communications και προσφέρει μια νέα προοπτική για το πώς τα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των καρκινικών, επιβιώνουν σε συνθήκες στρες, ανοίγοντας δρόμο για μελλοντικές θεραπείες.
Γιατί να μελετηθεί η μαγιά μπύρας για να κατανοηθεί ο καρκίνος;
Η ζύμη Schizosaccharomyces pombe (S. pombe) έχει χρησιμοποιηθεί για αιώνες στη ζυθοποιία, αλλά η σημασία της για την επιστημονική έρευνα είναι εξίσου σημαντική, καθώς παρουσιάζει εντυπωσιακές ομοιότητες με τα ανθρώπινα κύτταρα, κάνοντάς την ένα πολύτιμο εργαλείο για τους επιστήμονες που προσπαθούν να κατανοήσουν τις βιολογικές διαδικασίες σε φυσιολογικά και καρκινικά κύτταρα.
Ο Δρ. Ahmad Jomaa ερευνητής από το Τμήμα Μοριακής Φυσιολογίας και Βιολογικής Φυσικής του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ότι η ζύμη μπορεί να εισέρχεται σε μια κατάσταση «χειμερίας νάρκης» όταν στερείται θρεπτικών ουσιών, μια ιδιότητα που έχει εντυπωσιακές ομοιότητες με τη συμπεριφορά των καρκινικών κυττάρων όταν αντιμετωπίζουν έλλειψη τροφής ή άλλων βασικών παραγόντων. Αυτή η ικανότητα των κυττάρων να αδρανοποιούν τη λειτουργία τους και να επιβιώνουν, είναι ένας από τους λόγους που τα καρκινικά κύτταρα είναι τόσο ανθεκτικά και δύσκολα στην αντιμετώπιση.
Πώς τα κύτταρα εξοικονομούν ενέργεια
Χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές απεικόνισης, όπως η κρυο-ηλεκτρονική μικροσκοπία και η τομογραφία – σκεφτείτε το ως ένα υπερισχυρό τρισδιάστατο μικροσκόπιο – οι ερευνητές παρατήρησαν μια ασυνήθιστη συμπεριφορά στα κύτταρα της ζύμης όταν στερούνται γλυκόζης. Τα ριβοσώματα, οι μηχανισμοί παραγωγής πρωτεϊνών των κυττάρων, σταματούν να λειτουργούν και συγκεντρώνονται στην επιφάνεια των μιτοχονδρίων, των «εργοστασίων ενέργειας» του κυττάρου. Αυτός ο μηχανισμός προστατεύει τα μιτοχόνδρια, επιτρέποντας στα κύτταρα να επιβιώσουν υπό δύσκολες συνθήκες.
«Γνωρίζαμε ότι τα κύτταρα θα προσπαθήσουν να εξοικονομήσουν ενέργεια και θα κλείσουν τα ριβοσώματα, αλλά δεν περιμέναμε ότι θα συνδεθούν με τα μιτοχόνδρια σε αυτή την περίεργη, ανεστραμμένη θέση», εξήγησε ο Δρ Maciej Gluc, ένας από τους μεταπτυχιακούς φοιτητές που συμμετείχαν στη μελέτη. Αυτή η συμπεριφορά δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ ξανά και μπορεί να αποτελέσει το κλειδί για την κατανόηση του πώς τα κύτταρα εισέρχονται και εξέρχονται από τον λήθαργο.
Παρόλο που η ακριβής αιτία αυτής της ανεστραμμένης σύνδεσης των ριβοσωμάτων με τα μιτοχόνδρια παραμένει άγνωστη, οι ερευνητές έχουν ορισμένες θεωρίες. Σύμφωνα με τη Δρα Simone Mattei από το EMBL, «μια πιθανή εξήγηση είναι ότι το κύτταρο, που λιμοκτονεί θα αρχίσει τελικά να χωνεύει τον εαυτό του, οπότε τα ριβοσώματα μπορεί να επικαλύπτουν τα μιτοχόνδρια για να τα προστατεύσουν. Μπορεί επίσης να προσκολλώνται για να πυροδοτήσουν έναν καταρράκτη σηματοδότησης στο εσωτερικό των μιτοχονδρίων».
Πώς συνδέεται με τον καρκίνο;
Τα καρκινικά κύτταρα, κατά την ανεξέλεγκτη ανάπτυξή τους, συχνά αντιμετωπίζουν έλλειψη θρεπτικών συστατικών. Ωστόσο, μπορούν να επιβιώσουν μπαίνοντας σε μια αδρανή κατάσταση, να γίνουν «αόρατα» για το ανοσοποιητικό μας σύστημα και ανθεκτικά στις θεραπείες, όπως η χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία. Επομένως, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα εισέρχονται και εξέρχονται από αυτήν την αδρανή κατάσταση θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές για τη στόχευση καρκινικών κυττάρων, βελτιώνοντας τα αποτελέσματα των ασθενών και μειώνοντας τις πιθανότητες υποτροπής.
Ο Δρ. Jomaa και η ομάδα του επικεντρώνονται τώρα στην επόμενη φάση της έρευνας, διερευνώντας πώς τα κύτταρα ξυπνούν από αυτήν την κατάσταση του λήθαργου. Αν και αναγνωρίζουν ότι πρόκειται για ένα δύσκολο έργο, η κατανόηση αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων δεικτών που θα βοηθήσουν στον εντοπισμό ανενεργών καρκινικών κυττάρων, τα οποία συχνά διαφεύγουν από τις διαγνωστικές εξετάσεις.
«Αυτά τα κύτταρα δεν ανιχνεύονται εύκολα στις διαγνωστικές διαδικασίες, αλλά ελπίζουμε ότι η έρευνά μας θα προκαλέσει μεγαλύτερο ενδιαφέρον και θα μας βοηθήσει να φτάσουμε στον στόχο μας», δήλωσε ο Δρ. Jomaa.
Ενώ υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος για την εφαρμογή αυτών των ευρημάτων σε νέες θεραπείες, η μελέτη αυτή αποδεικνύει ότι η επιστήμη μπορεί να αντλήσει έμπνευση από τις πιο απροσδόκητες πηγές, ακόμα και από τη ζύμη που χρησιμοποιείται στην μπύρα. Το μέλλον της θεραπείας του καρκίνου μπορεί να κρύβεται σε αυτό τον απλό, αλλά εκπληκτικό μικροοργανισμό.
Μέλος του μητρώου
