Napomáhá železo nádorovým „superbuňkám“ uniknout léčbě?
Železo v buňkách je důležitou součástí oxidoredukčních dějů, během kterých přechází mezi dvojmocným a trojmocným kationtem. Také umožňuje průběh řady enzymatických reakcí. Buňky si hladinu železa pečlivě hlídají, kupříkladu na transportu železa do buněk se podílí transferinový receptor, ke skladování železa v buňce slouží kulovitý protein ferritin. Produkce obou zmíněných proteinů je regulována množstvím volného železa v buňce – jeho nedostatek či přebytek způsobí změnu vazby specifických proteinů na nekódující oblast příslušné mRNA, což má vliv na její stabilitu. Mimo tento zjednodušeně popsaný mechanismus v buňce probíhá mnoho dalších dějů souvisejících s metabolismem železa. Volné železo je pak pro buňku toxické, jelikož spolu s peroxidem vodíku dává vzniknout volným radikálům.
Už dříve si vědci povšimli, že rakovinné buňky mají vyšší potřebu příjmu železa v důsledku své vyšší proliferační aktivity a že deregulace příjmu železa může souviset s rozvojem rakovinného onemocnění i s prognózou onkologických pacientů. V případech určitého typu nádorů pak již byla tímto směrem s úspěchem zacílena terapeutika. Výsledky nové studie z laboratoře dr. Jaroslava Truksy z Biotechnologického ústavu AVČR ve spolupráci s fakultními vědkyněmi Sandrou Lettlovou a Veronikou Tomkovou ukazují, že změny v metabolismu železa se týkají také nedávno objevené skupiny tzv. nádor iniciujících buněk (anglicky „tumor-initiating cells“, TICs). Ty tvoří malou subpopulaci některých nádorů, vykazují znaky kmenových buněk, jsou odolné vůči chemoterapeutikům a mají schopnost založit v těle nový nádor. Právě tyto buňky pravděpodobně zásadním způsobem přispívají k opětovnému návratu rakovinného onemocnění. Terapie, vedoucí k jejich eliminaci, by mohla napomoci relapsu účinně zabránit.
Ve snaze o objasnění role železa v biologii nádor iniciujících buněk, konkrétně těch odvozených od linií nádoru prsu a prostaty, vědci z laboratoře dr. Truksy hodnotili množství železa v jejich mitochondriích. Také zkoumali vnitrobuněčnou hladinu volného železa, míru příjmu železa do buňky a jeho skladování a aktivitu vybraných genů, podílejících se na metabolismu železa. Dle výsledků tohoto výzkumu je zřejmé, že nádor iniciující buňky mají oproti kontrolním buňkám vyšší nároky na železo – vykazují zvýšenou hladinu volného železa, vyšší míru transportu železa do buňky, zvýšený obsah železa v mitochondriích a zároveň nižší aktivitu ferritinu. Autoři studie též identifikovali skupinu deseti genů (konkrétně ABCB10, ACO1, CYBRD1, EPAS1, GLRX5, HEPH, HFE, IREB2, QSOX1 a TFRC), jejichž míra exprese je v nádor iniciujících buňkách natolik specifická, že může posloužit k rozlišení této buněčné subpopulace od buněk nádoru.
Důležitost tohoto principu a význam deregulace metabolismu železa u nádor iniciujících buněk pak potvrzuje zjištění, že stejné geny jsou deregulované také u podskupiny leukemických buněk – tzv. leukemii iniciujících buněk (anglicky „leukemia-initiating cells“, LICs), které vytvářejí rezervoár leukemických buněk v organismu a komplikují léčbu hematoonkologických onemocnění. Porozumění změnám ve využívání železa u obou zkoumaných typů buněk tedy může mít zásadní význam pro vývoj nových léčebných postupů, které těmto nádorovým „superbuňkám“ patřičně pokazí radost ze života.
Blanka Zámostná
Akce dokumentů