Stworzono "wehikuł czasu" dla komórek nowotworowych. Jak zresetować raka trzustki?

Rak trzustki jest tak niebezpieczny, gdyż przez długi czas pozostaje "ukryty", a gdy się uaktywni, to bardzo szybko się rozprzestrzenia. Wydaje się, że teoretycznie możliwe jest opanowanie tego procesu, o czym donoszą naukowcy z Purdue University. Stworzyli oni swoistą "maszynę czasu", która hamuje progresję nowotworu.

- Te odkrycia otwierają możliwość zaprojektowania nowej terapii genowej lub leku, ponieważ teraz możemy przekształcić komórki rakowe z powrotem do ich normalnego stanu - powiedział prof. Bumsoo Han z Purdue University, lider programu Purdue Center for Cancer Research.

Zespół Hana stworzył prawdziwy "wehikuł czasu" dla komórek nowotworowych. W istocie jest to tzw. laboratorium chipowe (LOC), czyli niewielkie urządzenie analityczne, które symuluje działanie danego organu - w tym przypadku trzustki, a dokładniej jej acinusa. Określamy tak skupisko komórek acinarnych przypominające owoc zbiorowy, jak malina lub jeżyna. Produkują i wydzielają one enzymy trawienne do jelita cienkiego. W wyniku mutacji jednego genu, enzymy trawienne zaczynają same niszczyć trzustkę, powodując rozwój nowotworu. Gdyby istniał sposób na "cofnięcie" się w czasie i przeprogramowanie komórek nowotworowych w zdrowe komórki acinarne, możliwy byłby swoisty reset procesu nowotworzenia.

Przez ostatnie 10 lat, zespół prowadzony przez prof. Stephena Koniecznego z Purdue University badał potencjalny gen resetujący nowotworzenie komórek trzustki - PTF1a.- Gen PTF1a jest krytyczny dla normalnego rozwoju trzustki. Jeśli brakuje genu PTF1a, nie rozwija się trzustka. Nasz pomysł polegał na zbadaniu, co się stanie, jeśli włączymy gen PTF1a w komórkach raka trzustki? Czy odwrócimy fenotyp nowotworu? Rzeczywiście, to jest dokładnie to, co się dzieje - powiedział prof. Konieczny.Zespół Koniecznego nawiązał współpracę z zespołem Hana, testując teorię dotyczącą genu PTF1a w realistycznym modelu acinusa trzustki. 

Nowe leki zazwyczaj testuje się na modelach zwierzęcych, ale rak trzustki nie przebiega u nich tak, jak u ludzi. Dlatego naukowcy sięgają po sztuczne mikrośrodowisko symulujące warunki prawdziwej tkanki - wspomniane laboratorium chipowe. Model stworzony przez uczonych z Purdue University pozwala na dokładne odwzorowanie złożoności anatomicznej acinusa.Zespół Hana miał doświadczenie w budowie realistycznego modelu innej struktury trzustki - przewodu trzustkowego, w którym nowotwór rozwija się po wyjściu z acinusa. Ta wiedza została wykorzystana przy nowym modelu i pozwoliła na budowę acinusa w dwuetapowym procesie "lepkiego palcowania". Jak działa? Stworzony model to szklana platforma wielkości znaczka pocztowego, zbudowana z dwóch połączonych ze sobą komór. Wlewając roztwór kolagenu do jednej z nich wypełnia palczasty odpowiednik przewodu trzustkowego, który wybrzusza się i rozszerza, tworząc wgłębienie w acinusie drugiej komory.

Wprowadzenie ludzkich komórek nowotworowych do jednej z komór sprawiło, że model jest jeszcze bardziej realistyczny. Zespół prof. Koniecznego zmodyfikował gen PTF1a linii komórkowej raka trzustki tak, by włączał się przy obecności doksycykliny, popularnego antybiotyku. Aktywacja genu powodowała odbudowę acinusa ze zdrowych, a nie nowotworowych komórek.- W tym modelu, nie tylko komórki rakowe zostały przeprogramowane, ale po raz pierwszy byliśmy w stanie pokazać normalną trójwymiarową architekturę acinusa, która wygląda bardzo podobnie do tych samych struktur, które widzimy w zdrowej trzustce - podsumował prof. Konieczny.Obecnie trwają prace nad stworzeniem terapii genowej opartej na odkryciach zespołów Hana i Koniecznego.