Nyelvrák organoid könyvtár a precíziós onkológiához

A szájüregi rák világszerte egyre elterjedtebb betegség, évente több mint 300 000 új esetet diagnosztizálnak. A szájüregi rákok közül a nyelvrák (tongue cancer – TC) a leggyakoribb típus, és az esetek nagy részében igen kedvezőtlen prognózist hordoz. A kemoterápiával és sugárkezeléssel kombinált műtét a TC magas kockázatú eseteinek egyik fő kezelési módja. A kiújulási arány azonban magas, mivel a daganatok néhány túlélő sejtből is képesek újranőni. Ezt a néhány túlélő sejtet minimális maradék betegségnek (minimal residual disease – MRD) nevezik.
Az MRD kialakulása mögötti mechanizmusok megértése kiemelkedő fontosságú a TC és a rák sok más formája kezelési eredményeinek javításához. Ennek tanulmányozásához a tudósok gyakran támaszkodnak a rákos sejtvonalakra[1], mint preklinikai modellekre, amelyek kényelmes eszközként szolgálnak a gyógyszerek tesztelésére és a gének és fehérjék szerepének elemzésére. A rákos sejtvonalakat azonban meglehetősen nehéz létrehozni az elsődleges rákos szövetekből, és nem tükrözik pontosan a rák jellemzőit. Ez megnehezíti a tumorok jellemzőinek összehasonlítását.
Ennek fényében a Toshiaki Ohteki professzor által vezetett kutatócsoport a Tokiói Tudományos Intézetből, más megközelítést alkalmazott, hogy megvilágítsa az MRD-t a TC-ben. Ahelyett, hogy rákos sejtvonalakat próbáltak volna létrehozni, 28 különböző korú és stádiumú TC-ben szenvedő beteg műtéti mintáiból felépítették a nyelvrák organoidok[2] (tongue cancer organoid – TCO) nagyszabású könyvtárát. Az organoidok lehetővé teszik a tudósok számára, hogy ellenőrzött laboratóriumi környezetben modellezzék a rák biológiáját. Ezeket az organoidokat átfogó és összehasonlító elemzések elvégzésére használták, mint például funkcionális, genetikai/epigenetikai, szövettani jellemzés és gyógyszerérzékenységi tesztek.
A kísérletek új betekintést engedtek a kemorezisztencia mechanizmusába, nevezetesen az MRD képződésébe. A TCO-kat ciszplatinnal, a kemoterápia kulcsfontosságú gyógyszerével kezelve a kutatók azt találták, hogy a kemorezisztens TCO-k szunnyadó állapotot mutattak, amely hasonlított az embrionális diapauzára – egy átmeneti szünetre, amely néha előfordul az embrió fejlődése során.
Mélyebben megvizsgálva a kutatócsoport megállapította, hogy a kemorezisztens TCO-k az autofágia[3] aktiválására és a koleszterin bioszintézisére támaszkodnak a túléléshez. Ezeknek az útvonalaknak a gátlása a kemorezisztens TCO-kat kemo-érzékeny TCO-kká alakította, ezzel szemben az autofágia aktiválása kemorezisztenciát eredményezett a kemoérzékeny TCO-k számára.”
„A TCO könyvtár összehasonlító elemzése betekintést nyújt az MRD képződésének molekuláris alapjaiba, így ez a könyvtár fontos forrást kínálhat a hatékony gyógyszercélpontok és biomarkerek felfedezéséhez a kemorezisztens TC sejtek számára, ezáltal segítve a személyre szabott orvoslás fejlesztését” – összegezte Ohteki.
[1] A rákos sejtvonalak olyan „halhatatlan” rákos sejtekből álló sejtvonalak, amelyek laboratóriumi körülmények között folyamatosan osztódnak és növekednek. Az emberi rákos sejtvonalakat leggyakrabban a rák biológiájának tanulmányozására, új kezelések azonosítására és a meglévő rákkezelések hatékonyságának javítására használják.
[2] Az organoid – a szó jelentése: ‘szervhez hasonló’ – önszerveződő, háromdimenziós sejtkonstrukció, amely lemásolja a valódi szerveket, szövetstruktúrákat. Az organoidok háromdimenziós szövetmodellek, amelyek utánozzák a szerveket.
[3] Az autofágia a szervezet természetes tisztítási folyamata, ahol a sejtek lebontják és újrahasznosítják sérült részeiket, hogy egészségesek és hatékonyak maradjanak. Ez a folyamat, amely görögül „önevést” jelent, segít a szervezetnek eltávolítani a sejtszemetet, támogatva a sejtregenerációt és a hosszú élettartamot.