Svetlocitlivý proteín z mikróbov ako nový smer v liečbe rakoviny?
Objav naznačuje, že mikrobiálny proteín aktivovaný svetlom by mohol byť účinný v boji proti rakovinovým bunkám prostredníctvom cielenej bunkovej smrti.
Výskumníci zistili, že nádory u myší s expresiou Archaerhodopsínu 3 sa zmenšujú po vystavení zelenému svetlu. Nová metóda by mohla viesť k cielenej terapii s minimálnymi vedľajšími účinkami.
Jednou z charakteristických vlastností rakovinových buniek je ich schopnosť vyhýbať sa apoptóze, teda programovanej bunkovej smrti. Indukovanie apoptózy v rakovinových bunkách sa stalo hlavným cieľom inovatívnych terapií, ktoré by mali byť menej toxické pre zdravé tkanivá než štandardná chemoterapia alebo ožarovanie. Vedci čoraz viac skúmajú molekuly aktivované svetlom, ktoré sa dajú pomocou laserov presne zamerať na nádorové ložiská, čím sa minimalizuje poškodenie okolitého zdravého tkaniva.
Rakovinové bunky využívajú mitochondrie na zabezpečenie energie pre svoj rýchly rast a delenie. Zásadité prostredie však môže narušiť funkciu mitochondrií a viesť k apoptóze.
Mikrobiálny proteín Archaerhodopsin-3 (AR3) by mohol byť kľúčom k apoptóze indukovanej alkalitou. Po vystavení zelenému svetlu AR3 pumpuje vodíkové ióny z bunky, čím zvyšuje alkalitu, narúša bunkové funkcie a nakoniec vyvoláva apoptózu. Schopnosť AR3 indukovať apoptózu v rakovinových bunkových líniách opísal tím profesora Yukiho Suda z Okayamskej univerzity v Japonsku. Ich zistenia boli publikované v časopise Journal of the American Chemical Society.
Komentár redakcie: Tento výskum predstavuje sľubný krok v hľadaní nových, cielenejších a menej toxických metód liečby rakoviny. Hoci sú výsledky povzbudivé, je potrebné vykonať ďalšie štúdie na overenie účinnosti a bezpečnosti tejto metódy u ľudí.
Vedci najprv geneticky modifikovanými vírusmi vložili gény AR3 do bunkovej línie myšieho kolorektálneho karcinómu (MC38) a melanómu (B16F10). Bunky bez expresie AR3 prežívali po vystavení zelenému svetlu normálne. Naopak, bunky exprimujúce AR3 vykazovali vysokú mieru bunkovej smrti – viac ako 40 % v MC38 a viac ako 60 % v B16F10 – spolu s jasnými známkami narušenia mitochondrií ako príčiny apoptózy. Bez zeleného svetla k apoptóze nedošlo, čo potvrdilo, že aktivita AR3 je špecificky indukovaná svetlom.
Podporení týmito zisteniami vedci použili tieto bunkové línie na vyvolanie tvorby nádorov u zdravých myší. Keď boli tieto nádory o 6 dní neskôr vystavené zelenému laserovému svetlu, nádory exprimujúce AR3 vykazovali významnú bunkovú smrť a znížené množenie buniek na vonkajších vrstvách nádoru. Ešte dôležitejšie je, že 13 dní po implantácii nádoru boli nádory exprimujúce AR3 o 65 % až 75 % menšie ako nádory bez AR3.
Profesor Sudo dodáva, že pozorované oneskorené zmenšenie nádorov môže odrážať nielen priame účinky indukcie apoptózy a inhibície bunkovej proliferácie, ale aj zapojenie protinádorových imunitných reakcií.
Výskumníci zdôrazňujú, že je potrebný ďalší výskum na zistenie, či je možné dosiahnuť efektívnu expresiu AR3 v už existujúcich nádoroch. Tiež poukazujú na to, že prienik svetla je stále obmedzený, pretože zelené laserové svetlo dokáže vyvolať apoptózu len do hĺbky približne 1 mm.
