Nová studie zjistila, že chemoterapie způsobuje „buněčný kanibalismus“ a smrt

Nová recenzovaná studie zjistila, že chemoterapie způsobuje rozšířený „buněčný kanibalismus“ a následnou smrt u pacientů s rakovinou.

Carlo Maley a jeho kolegové z Arizonské státní univerzity popsali buněčné fenomén, při kterém jedna buňka pohltí a zcela zničí druhou buňku.

Klíčová zjištění studie o vysoce rozšířeném „buněčném kanibalismu“ a souvisejících jevech jsou následující:

1. Nerakovinné role

Na rozdíl od předchozího přesvědčení, že mezibuněčné interakce jsou primárně rakovinné vyznačující se sobeckým chováním, studie naznačuje, že tyto interakce hrají klíčovou roli při normálním vývoji, homeostáze a reakci na stres v různých organismech.

2. Evoluční význam

Tyto jevy jsou hluboce zakořeněné v naší genetické výbavě a mají evoluční význam. Studie identifikovala starověké geny spojené s mezibuněčnými interakcemi, které vznikly před více než 2 miliardami let, což předcházelo hlavním přechodům na komplexní mnohobuněčnost.

3. Různé funkce

Mezibuněčné interakce kromě zabíjení konkurentů slouží více dalším funkcím – mohou sahat od sobeckých činů, kde jedna buňka zabíjí a konzumuje druhou, až po kooperativní interakce, kde obě buňky přežívají a potenciálně vytvářejí nové hybridní buňky.

4. Důsledky léčby rakoviny

Studie zpochybňuje přístup zacílení mezibuněčné interakce při terapiích na léčbu rakoviny (jako je chemoterapie ) s tvrzením, že tyto jevy nejsou jedinečné pro rakovinu, ale jsou přirozenou součástí buněčného chování.

5. Nové cesty výzkumu

Zjištění otevírají nové cesty pro výzkum v evoluční biologii, onkologii a regenerativní medicíně a podporují přehodnocení základních konceptů buněčné spolupráce, konkurence a mnohobuněčnosti.

6. Komplexní přehled

Výzkum zahrnoval přezkoumání více než 500 článků a katalogizaci různých forem mezibuněčných jevů pozorovaných v 16 různých taxonomických skupinách, přičemž je klasifikoval na základě výsledků příbuznosti a interakce.

Portál Msn.com uvádí:

Zjištění studie zpochybňují obecnou představu, že mezibuněčné interakce jsou do značné míry omezeny na rakovinové buňky. Spíše se zdá, že tyto události jsou běžné pro různé organismy, od jednobuněčných améb až po složitá mnohobuněčná zvířata.

Široký výskyt takových interakcí v nerakovinných buňkách naznačuje, že tyto mezibuněčné vztahy nejsou ve své podstatě „sobecké“, respektive nevykazují „rakovinné“ chování. Výzkumníci spíše navrhují, že tyto interakce mohou hrát rozhodující roli v normálním vývoji, homeostáze a stresové reakci v širokém spektru organismů.

Studie tvrdí, že by se mělo upustit od cílení na mezibuněčné jevy jako přístupu k léčbě rakoviny, protože tyto jevy nejsou jedinečné pro malignitu.

Na základě demonstrování výskytu těchto jevů v široké škále životních forem a tím, že jsou hluboce zakořeněny v naší genetické výbavě, výzkum nás vyzývá, abychom přehodnotili základní koncepty buněčné spolupráce, konkurence a složité povahy mnohobuněčnosti.

Studie také otevírá nové možnosti výzkumu v evoluční biologii, onkologii a regenerativní medicíně.

Výzkum publikovaný v časopise Scientific Reports je prvním, který systematicky zkoumá fenomén mezibuněčných vztahů napříč stromem života. Zjištění skupiny by mohla pomoci předefinovat chápání buněčného chování a jeho důsledků pro mnohobuněčnost, rakovinu a evoluční cestu života samotného.

„Začali jsme se věnovat této práci, protože jsme zjistili, že buňky nesoutěží jen o zdroje, kdy se aktivně navzájem zabíjejí a požírají,“ říká Maley.

„To je fascinující aspekt ekologie rakovinových buněk. Ale další výzkum odhalil, že tyto jevy se dějí iv normálních buňkách a někdy ani jedna buňka nezemře, což vede ke zcela novému typu hybridní buňky.“

Maley je výzkumným pracovníkem Centra biodesignu pro biopočítače, bezpečnost a společnost, profesorem na Fakultě přírodních věd na ASU a ředitelem Arizonského centra pro evoluci rakoviny.

Studie byla provedena ve spolupráci s první autorkou Stefaniou E. Kapsetakiovou, výzkumnicí na Tuftsově univerzitě a Luisem Cisnerosem, výzkumníkem na Mayo Clinic.

Od sobeckých po kooperativní buněčné interakce

Mezibuněčné interakce byly dlouho pozorovány, ale zůstaly nedostatečně pochopeny, zejména mimo kontext imunitních reakcí nebo rakoviny.

Starověké geny zodpovědné za chování mezi buňkami pocházejí z období před více než 2 miliardami let, což naznačuje, že tyto jevy hrají v živých organismech důležitou – i když teprve neurčenou – roli.

Pochopení různých mezibuněčných funkcí, a to jak v normální fyziologii, tak během nemoci, je důležité pro vývoj účinnějších terapií k léčbě rakoviny.

Přehled předchozího výzkumu se zaměřil na výskyt, genetický základ a evoluční historii mezibuněčných jevů a objasnění chování, které se kdysi považovalo za anomálii. Výzkumníci prozkoumali více než 500 vědeckých článků, aby katalogizovali různé formy mezibuněčných jevů pozorované na stromě života.

Přehled popsal 16 různých taxonomických skupin. Mezibuněčné interakce byly klasifikovány do šesti odlišných kategorií na základě stupně příbuznosti mezi hostitelskými a predátorskými buňkami, jakož i výsledku interakce (zda jedna nebo obě buňky přežily).

Ve studii je zdůrazněno spektrum interakcí od naprosto sobeckých činů, kde jedna buňka zabíjí a konzumuje druhou, až po kooperativnější interakce, kde obě buňky zůstávají naživu.

Například výzkumníci našli důkazy o „heterospecifickém zabíjení“, kde buňka pohltí a zabíjí buňku jiného druhu v širokém spektru od jednobuněčných až po mnohobuněčné organismy. Na rozdíl od toho „konspecifické zabíjení“, kdy buňka konzumuje jinou buňku téhož druhu, bylo méně běžné, pozorováno pouze ve třech ze sedmi hlavních zkoumaných taxonomických skupin.

Obligátní mnohobuněčné organismy jsou ty, které musí existovat v mnohobuněčné formě během celého svého životního cyklu. Nemohou přežít ani fungovat jako samostatné buňky. Příklady zahrnují většinu zvířat a rostlin.

Fakultativní mnohobuněčné organismy jsou organismy, které mohou existovat buď jako jednotlivé buňky, nebo v mnohobuněčné formě, v závislosti na podmínkách prostředí. Například určité typy řas mohou v některých podmínkách žít jako jednotlivé buňky, ale v jiných tvoří mnohobuněčné kolonie.

Tým také zdokumentoval případy mezibuněčných interakcí, kde hostitelské i predátorské buňky zůstaly po interakci naživu, což naznačuje, že tyto interakce mohou sloužit důležitým biologickým funkcím nad rámec zabíjení konkurentů.

„Naše kategorizace mezibuněčných interakcí napříč stromem života je důležitá pro lepší pochopení vývoje a mechanismu těchto jevů,“ říká Kapsetaki.

„Proč a jak přesně k nim dochází? Toto je otázka, která vyžaduje další zkoumání napříč miliony živých organismů včetně organismů, kde se mezibuněčné interakce možná ještě nehledaly.“

Starověké geny

Vědci kromě katalogizace různých chování buněk zkoumali také evoluční původ genů zapojených do těchto procesů. Překvapivě zjistili, že mnoho z klíčových genů se objevilo dlouho před vývojem obligátní mnohobuněčnosti.

„Když se podíváme na geny spojené se známými mezibuněčnými mechanismy u živočišných druhů, které se již velmi dávno lišily od lidské linie, ukázalo se, že lidské ortology (geny, které se vyvinuly ze společného rodového genu) jsou obvykle spojeny s normálními funkcemi mnohobuněčnosti, jako je imunitní dohled,“  říká Cisneros.

Celkem bylo identifikováno 38 genů spojených s mezibuněčnými interakcemi a 14 z nich vzniklo před více než 2,2 miliardami let, tedy před společným předkem některých fakultativně mnohobuněčných organismů. To naznačuje, že molekulární mechanismus pro buněčný kanibalismus se vyvinul před hlavními přechody na komplexní mnohobuněvost.

Starověké geny identifikované ve studii se podílejí na různých buněčných procesech včetně adheze buňka-buňka, fagocytózy (pohlcení), intracelulárního zabíjení patogenů a regulace energetického metabolismu.

Tato rozmanitost funkcí naznačuje, že mezibuněčné interakce pravděpodobně hrály důležitou roli iv jednobuněčných a jednoduchých mnohobuněčných organismech ještě před vznikem komplexního mnohobuněčného života.

Autor: Sean Adl-Tabatabai, Zdroj: thepeoplesvoice.tv