Εξάλειψαν το γλοιοβλάστωμα όταν του «έκοψαν» την τροφή

Μια νέα μέθοδο για την εξάλειψη του γλοιβλαστώματος, ενός εξαιρετικά θανατηφόρου τύπου καρκίνου εγκεφάλου ανακάλυψαν οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν δύο καθοριστικούς μηχανισμούς που υποστηρίζουν την ανάπτυξη του συγκεκριμένου όγκου. Ο πρώτος αφορά την προστασία του όγκου από το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού μας και ο δεύτερος την τροφοδότηση του όγκου με την ενέργεια που χρειάζεται, ώστε να αναπτυχθεί. Και οι δύο αυτοί μηχανισμοί ελέγχονται από τα αστροκύτταρα, τα οποία περιβάλλουν τον όγκο.

Στη σχετική τους μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Brain με ιδιαίτερο σχολιασμό, οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια μέθοδο με την οποία η εξάλειψη των αστροκυττάρων οδήγησε σε αποτελεσματική εξάλειψη του γλοιοβλαστώματος, καθώς τα καρκινικά κύτταρα πεθαίνουν και εξαλείφονται.

Επικεφαλής της μελέτης ήταν η διδακτορική φοιτήτρια Ρίτα Περελρόιζεν, υπό την επίβλεψη του δρ Λίορ Μάγιο της Σχολής Βιοϊατρικής και Έρευνας του Καρκίνου Shmunis και της Σχολής Νευροεπιστημών Sagol, σε συνεργασία με τον καθηγητή Έιταν Ρούπιν των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας (NIH) των Η.Π.Α.

Οι ερευνητές ανέφεραν πως «το γλοιοβλάστωμα είναι ένας εξαιρετικά επιθετικός και διηθητικός καρκίνος εγκεφάλου, για τον οποίο δεν υπάρχει αποτελεσματική θεραπεία μέχρι στιγμής. Τα καρκινικά κύτταρα είναι εξαιρετικά ανθεκτικά σε όλες τις υπάρχουσες θεραπείες και, δυστυχώς, το προσδόκιμο ζωής των ασθενών δεν έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία 50 χρόνια. Τα ευρήματά μας παρέχουν μια πολλά υποσχόμενη βάση για την ανάπτυξη αποτελεσματικών φαρμάκων για τη θεραπεία του γλοιοβλαστώματος και άλλων τύπων όγκων εγκεφάλου».

Ο Δρ Mάγιο σημείωσε ότι «Εδώ, αντιμετωπίσαμε την πρόκληση του γλοιοβλαστώματος από μια νέα οπτική γωνία. Αντί να επικεντρωθούμε στον όγκο, εστιάσαμε στο υποστηρικτικό του μικροπεριβάλλον, δηλαδή στον ιστό που περιβάλλει τα κύτταρα του όγκου. Συγκεκριμένα, μελετήσαμε τα αστροκύτταρα – μια κύρια κατηγορία εγκεφαλικών κυττάρων που συμβάλλουν στην κανονική λειτουργία του εγκεφάλου, τα οποία ανακαλύφθηκαν πριν από περίπου 200 χρόνια και πήραν την ονομασία τους από το σχήμα τους που μοιάζει με αστέρι. Την τελευταία δεκαετία, η έρευνα αποκάλυψε πρόσθετες λειτουργίες των αστροκυττάρων που υποστρέφουν ή επιδεινώνουν διάφορες ασθένειες του εγκεφάλου. Κάτω από το μικροσκόπιο διαπιστώθηκε ότι ενεργοποιημένα αστροκύτταρα περιέβαλλαν όγκους γλοιοβλαστώματος. Με βάση αυτή την παρατήρηση, ξεκινήσαμε να διερευνήσουμε τον ρόλο των αστροκυττάρων στην ανάπτυξη του όγκου γλοιοβλαστώματος».

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πειραματόζωα, στα οποία μπόρεσαν να εξαλείψουν τα ενεργά αστροκύτταρα γύρω από τον όγκο. Διαπίστωσαν ότι παρουσία των αστροκυττάρων, ο καρκίνος σκότωσε όλα τα ζώα με όγκους γλοιοβλαστώματος μέσα σε 4-5 εβδομάδες.

Αντίθετα, εφαρμόζοντας μια μοναδική μέθοδο για την ειδική εξάλειψη των αστροκυττάρων κοντά στον όγκο, παρατήρησαν ένα θεαματικό αποτέλεσμα: ο καρκίνος εξαφανίστηκε μέσα σε λίγες μέρες και όλα τα ζώα που υποβλήθηκαν σε θεραπεία επέζησαν. Τα περισσότερα από αυτά μάλιστα, επέζησαν ακόμη και μετά τη διακοπή της θεραπείας.

Ο Δρ Μάγιο σχολίασε πως «Ελλείψει των αστροκυττάρων, ο όγκος εξαφανίστηκε γρήγορα και στις περισσότερες περιπτώσεις δεν υπήρξε υποτροπή – δείχνοντας ότι τα αστροκύτταρα είναι απαραίτητα για την εξέλιξη και την επιβίωση του όγκου. Επομένως, ερευνήσαμε τους υποκείμενους μηχανισμούς: Πώς μετασχηματίζονται τα αστροκύτταρα από κύτταρα που υποστηρίζουν τη φυσιολογική εγκεφαλική δραστηριότητα σε κύτταρα που υποστηρίζουν την ανάπτυξη κακοήθους όγκου»; Για να απαντήσουν σε αυτά τα ερωτήματα, οι ερευνητές συνέκριναν τη γονιδιακή έκφραση των αστροκυττάρων που απομονώθηκαν από υγιείς εγκεφάλους και από όγκους γλοιοβλαστώματος.

Ανοσολογική απάντηση

Εντόπισαν δύο βασικές αλλαγές που υφίστανται τα αστροκύτταρα όταν εκτίθενται στο γλοιοβλάστωμα. Η πρώτη αλλαγή ήταν στην ανοσολογική απόκριση στο γλοιοβλάστωμα.

«Η μάζα του όγκου περιλαμβάνει έως και 40% ανοσοκύτταρα – κυρίως μακροφάγα που συλλέγονται από το αίμα ή από τον ίδιο τον εγκέφαλο. Επιπλέον, τα αστροκύτταρα μπορούν να στείλουν σήματα για συγκέντρωση ανοσοκυττάρων σε σημεία του εγκεφάλου που χρειάζονται προστασία. Σε αυτή τη μελέτη, διαπιστώσαμε ότι τα αστροκύτταρα συνεχίζουν να εκπληρώνουν αυτόν τον ρόλο παρουσία όγκων γλοιοβλαστώματος. Ωστόσο, μόλις τα ανοσοκύτταρα φτάσουν στον όγκο, τα αστροκύτταρα τα «πείθουν» να «αλλάξουν πλευρά» και να υποστηρίξουν τον όγκο αντί να του επιτεθούν. Βρήκαμε ότι τα αστροκύτταρα αλλάζουν την ικανότητα των στρατολογημένων ανοσοκυττάρων να επιτίθενται στον όγκο τόσο άμεσα όσο και έμμεσα – προστατεύοντας έτσι τον όγκο και διευκολύνοντας την ανάπτυξή του», επεσήμανε ο δρ Μάγιο.

Στέρηση τροφής

Η δεύτερη αλλαγή στα αστροκύτταρα, που εξαιτίας της υποστηρίζεται το γλοιοβλάστωμα, είναι η πρόσβασή του σε ενέργεια (τροφή) – μέσω της παραγωγής και της μεταφοράς χοληστερόλης στα κύτταρα του όγκου. Εδώ, ο δρ Μάγιο εξήγησε πως «Τα κακοήθη κύτταρα γλοιοβλαστώματος διαιρούνται γρήγορα, μια διαδικασία που απαιτεί μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Με την πρόσβαση σε πηγές ενέργειας στο αίμα που εμποδίζονται από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, τα κύτταρα του γλοιβολαστώματος παίρνουν την ενέργεια που χρειάζονται από τη χοληστερόλη που παράγεται στον εγκέφαλο τον ίδιο και συγκεκριμένα από το «εργοστάσιο χοληστερόλης» των αστροκυττάρων, το οποίο παρέχει ενέργεια σε νευρώνες και άλλα εγκεφαλικά κύτταρα. Ανακαλύψαμε ότι τα αστροκύτταρα που περιβάλλουν τον όγκο αυξάνουν την παραγωγή χοληστερόλης και την διοχετεύουν στα καρκινικά κύτταρα. Επειδή ο όγκος εξαρτάται από αυτή τη χοληστερόλη ως την κύρια πηγή ενέργειας του, η διακοπή αυτής της παροχής οδηγεί τον όγκο να λιμοκτονήσει».

Στη συνέχεια, οι ερευνητές αναδιαμόρφωσαν τα αστροκύτταρα κοντά στον όγκο, ώστε να σταματήσουν να εκφράζουν τη συγκεκριμένη πρωτεΐνη που μεταφέρει τη χοληστερόλη (ABCA1) και μέσω αυτής τροφοδοτείται ο όγκος. Και σε αυτήν την περίπτωση, τα αποτελέσματα ήταν θεαματικά: χωρίς πρόσβαση στη χοληστερόλη που παράγεται από τα αστροκύτταρα, ο όγκος ουσιαστικά «πέθανε από την πείνα» μέσα σε λίγες μόνο ημέρες.

Αυτά τα εξαιρετικά σημαντικά αποτελέσματα προήλθαν όχι μόνο από τα πειραματόζωα, αλλά και από δείγματα γλοιοβλαστώματος που ελήφθησαν από ανθρώπους που νοσούσαν και τα οποία συμφωνούν με την υπόθεση των ερευνητών για λιμοκτονία του όγκου.

Ο Δρ Μάγιο σημείωσε πως «αυτή η μελέτη «φωτίζει» μια νέα ανακάλυψη, σε ότι αφορά το ρόλο του αιματοεγκεφαλικού φραγμού στη θεραπεία ασθενειών του εγκεφάλου. Ο συνήθης σκοπός του αιματοεγκεφαλικού φραγμού είναι να προστατεύει τον εγκέφαλο από τη διέλευση ουσιών του αίματος στον εγκέφαλο. Σε περίπτωση νόσου του εγκεφάλου, αυτός ο φραγμός καθιστά δύσκολη την παροχή φαρμάκων στον εγκέφαλο και θεωρείται εμπόδιο στη θεραπεία. Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι, τουλάχιστον στη συγκεκριμένη περίπτωση του γλοιοβλαστώματος, ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός μπορεί να είναι ευεργετικός μελλοντικές θεραπείες, καθώς δημιουργεί μια μοναδική ευπάθεια – την εξάρτηση του όγκου από τη χοληστερόλη που παράγεται από τον εγκέφαλο. Πιστεύουμε ότι αυτή η αδυναμία μπορεί να μεταφραστεί σε μια μοναδική θεραπευτική ευκαιρία».

Η μελέτη, εξέτασε επίσης βάσεις δεδομένων από εκατοντάδες ασθενείς με γλοιοβλάστωμα και τις συσχέτισε με τα αποτελέσματα που περιγράφονται παραπάνω. Οι ερευνητές εξηγούν: «Για κάθε ασθενή, εξετάσαμε τα επίπεδα έκφρασης των γονιδίων που είτε εξουδετερώνουν την ανοσολογική απόκριση, είτε παρέχουν στον όγκο ενέργεια με βάση τη χοληστερόλη. Διαπιστώσαμε ότι οι ασθενείς με χαμηλή έκφραση αυτών των γονιδίων έζησαν περισσότερο, επιβεβαιώνοντας έτσι ότι τα γονίδια και οι διαδικασίες που ανακαλύφθηκαν, είναι σημαντικές για την επιβίωση των ασθενών με γλοιοβλάστωμα».

Ο Δρ Mayo κατέληξε λέγοντας ότι «προς το παρόν, εργαλεία για την εξάλειψη των αστροκυττάρων που περιβάλλουν τον όγκο είναι διαθέσιμα σε ζωικά μοντέλα, αλλά όχι σε ανθρώπους. Η πρόκληση τώρα, είναι να αναπτυχθούν φάρμακα που στοχεύουν τις συγκεκριμένες διεργασίες στα αστροκύτταρα που προάγουν την ανάπτυξη του όγκου. Εναλλακτικά, τα υπάρχοντα φάρμακα μπορεί να τροποποιηθούν και να αξιοποιηθούν για την αναστολή μηχανισμών που αναγνωρίστηκαν σε αυτή τη μελέτη. Πιστεύουμε ότι οι ανακαλύψεις της μελέτης θα επιταχύνουν με επιτυχία την καταπολέμηση του γλοιοβλαστώματος. Ελπίζουμε ότι τα ευρήματά μας θα χρησιμεύσουν ως βάση για την ανάπτυξη αποτελεσματικών θεραπειών για αυτόν τον θανατηφόρο καρκίνο, αλλά και άλλους τύπους όγκων εγκεφάλου».