Η ανακάλυψη ενός εκπληκτικού μηχανισμού επιβίωσης ενός μύκητα που χρησιμοποιείται στην παραγωγή μπύρας θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες προσεγγίσεις για τη θεραπεία του καρκίνου, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications.
Αυτή είναι η υπόσχεση ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια, οι οποίοι υποστηρίζουν πως ο τρόπος με τον οποίο ο χρήσιμος μύκητας πέφτει σε χειμερία νάρκη όταν η τροφή είναι σπάνια καθρεφτίζει τον τρόπο με τον οποίο τα καρκινικά κύτταρα αντέχουν την πείνα.
Οι περίοδοι σοβαρών ελλείψεων θρεπτικών συστατικών είναι κοινές για τα καρκινικά κύτταρα ως αποτέλεσμα της ανεξέλεγκτης ανάπτυξής τους, αναγκάζοντάς τα να αδρανούν για να επιβιώσουν και να διαφύγουν τον εντοπισμό από το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματός μας.
Η κατανόηση του πώς ακριβώς το επιτυγχάνουν αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων τρόπων για να καταστήσουν τα καρκινικά κύτταρα ευάλωτα στην πείνα, καθιστώντας τα πιο εύκολα στη θεραπεία. Τη μελέτη ανέλαβε ο βιοχημικός καθηγητής Ahmad Jomaa της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια και οι συνεργάτες του.
«Τα κύτταρα μπορούν να κάνουν ένα διάλειμμα όταν τα πράγματα γίνονται δύσκολα πηγαίνοντας σε βαθύ ύπνο για να παραμείνουν ζωντανά και, όπως φαίνεται επιστρέφουν σε μεταγενέστερο σημείο», σημείωσε ο Δρ. Jomaa και πρόσθεσε:
«Γι’ αυτό πρέπει να κατανοήσουμε τα βασικά της προσαρμογής στην πείνα και πώς αυτά τα κύτταρα γίνονται αδρανή για να παραμείνουν ζωντανά και να αποφύγουν τον θάνατο».
Ο μύκητας στη μπύρα που είναι το πρότυπο για τη μελέτη
Εκτός από το ότι χρησιμοποιείται για την παραγωγή μπύρας εδώ και αιώνες, το είδος μύκητα Schizosaccharomyces pombe είναι το ιδανικό πρότυπο οργανισμού για τη μελέτη αυτών των διεργασιών, επειδή είναι τόσο παρόμοιο με τα ανθρώπινα κύτταρα.
Στη μελέτη τους, ο Δρ. Jomaa και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ισχυρά μικροσκόπια για να μελετήσουν τι συμβαίνει μέσα στα κύτταρα του S. pombe όταν πέφτουν σε χειμερία νάρκη. Η ομάδα ανακάλυψε ότι, όταν ο μύκητας πέφτει σε χειμερία νάρκη για να αποφύγει το στρες, κάτι εντελώς απροσδόκητο συμβαίνει στα μιτοχόνδρια του -τις μπαταρίες των βιολογικών κυττάρων.
Συγκεκριμένα, τα μιτοχόνδρια καλύπτονται με απενεργοποιημένα ριβοσώματα, πολύπλοκες μοριακές μηχανές που κανονικά παράγουν πρωτεΐνες μέσα στα κύτταρα. Και τα ριβοσώματα προσκολλώνται στις κυτταρικές μπαταρίες «ανάποδα», χρησιμοποιώντας μόνο ένα μικροσκοπικό μέρος της μοριακής τους δομής, με τρόπο που δεν έχει παρατηρηθεί ξανά.
«Γνωρίζαμε ότι τα κύτταρα θα προσπαθήσουν να εξοικονομήσουν ενέργεια και θα κλείσουν τα ριβοσώματα τους, αλλά δεν περιμέναμε να προσκολληθούν σε ανάποδη κατάσταση στα μιτοχόνδρια», εξήγησε ο ένας εκ των συγγραφέων της εργασίας και βιοφυσικός Maciej Gluc, επίσης από το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια.
Η ομάδα δεν είναι απολύτως σίγουρη γιατί συμβαίνει αυτή η περίεργη μορφή σύνδεσης μεταξύ των ριβοσωμάτων και των μιτοχονδρίων. «Θα μπορούσαν να υπάρχουν διαφορετικές εξηγήσεις», ανέφερε η επίσης συγγραφέας της εργασίας και δομική βιολόγος του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας, Simone Mattei, και συμπλήρωσε:
«Ένα λιμοκτονημένο κύτταρο θα αρχίσει τελικά να αφομοιώνεται, έτσι τα ριβοσώματα μπορεί να επικαλύπτουν τα μιτοχόνδρια για να τα προστατεύσουν».
Εναλλακτικά, εξήγησε, μπορεί επίσης να προσκολληθούν στα μιτοχόνδρια για να ενεργοποιήσουν ένα σήμα μέσα στην κυτταρική μπαταρία.
Το μέλλον στην έρευνα των επιστημόνων
Με την ολοκλήρωση της αρχικής τους μελέτης, οι ερευνητές εργάζονται τώρα για να κατανοήσουν πώς τα κύτταρα καθορίζουν πότε θα αδρανήσουν και πώς καταφέρνουν να ξαναξυπνήσουν.
«Προς το παρόν, θα χρησιμοποιήσουμε μύκητες γιατί είναι πολύ πιο εύκολο να τους χειραγωγήσουμε», σημείωσε ο Δρ. Jomaa, εξηγώντας ότι οι επιστήμονες ελπίζουν επίσης να εξερευνήσουν το ίδιο φαινόμενο απευθείας σε καρκινικά κύτταρα που αναπτύσσονται στο εργαστήριο.
«Τελικά, ελπίζω ότι η έρευνα της ομάδας μου να θέσει τα θεμέλια για την ανακάλυψη νέων δεικτών για την παρακολούθηση των αδρανών καρκινικών κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα δεν ανιχνεύονται εύκολα σε διαγνωστικά περιβάλλοντα, αλλά ελπίζουμε ότι η έρευνα θα δημιουργήσει περισσότερο ενδιαφέρον για να μας βοηθήσει φτάσουμε στο στόχο μας», κατέληξε.