Vedet, jak bunky vedí, ze nejsou vzhuru, mohou pomoci bojovat proti rakovine

Vrcholy a dna bunek delají ruzné úkoly a zdravé orgány a tkáne obsahují dobre organizované bunky, které jsou správné. Jedním z prvních príznaku rakoviny je, kdyz se bunky stanou neusporiadanými a mohou skoncit vzhuru nohama. Nyní vedci ve Velké Británii zjistili, jak bunky vedí, kdyz jsou správné a navrhují, aby tyto znalosti pomohly v boji proti rakovine.
Charles Streuli a Nasreen Akhtar z Wellcome Trust Center for Cell-Matrix Research, interdisciplinární jednotka na Fakulte ved o zivote na univerzite v Manchesteru, popisují, co objevili o "polarite bunek" v príspevku, který byl zverejnen online Nature Cell Biology dne 23. prosince.

Extracelulární matice

Extracelulární matrice je "lesení" bohaté na bílkoviny, které drzí bunky v míste, aby vytvorily trojrozmerné tkáne. Je to dulezité pro konstrukci a tvar orgánu.
Nicméne, na rozdíl od inertního lesení pouzívaného na stavbách, extracelulární matrice interaguje s bunkami, které drzí na svém míste.
Napríklad v nedávno zverejnené studii vedené Massachusetts Institute of Technology vedci odkryli dulezitou otázku v oblasti výzkumu rakoviny: jak se sírí rakovinové bunky? Zjistili, ze molekulární interakce s nádorovými bunkami mení prilnavost matrice tak, aby se bunky uvolnily a cestovaly do jiných cástí tela a zahájily nové nádory.
Dalsí studie prokázaly, ze extracelulární matrice se nejen drzí na bunkách, ale také je vede do správných poloh.
Ale to, co Streuli a Akhtar chteli prozkoumat, byla oblast, která byla jeste tajemstvím: jak extracelulární matice sdeluje rídící zprávy bunkám tak, aby prevzaly správnou pozici, správnou cestou nahoru?
Pro jejich studium se rozhodli podívat na epiteliální bunky, které tvorí vetsinu telních tkání. Zvlástní epiteliální bunky, které studovali, byly ty, které se nacházely v mlécné zlázové tkáni prsu. Tyto bunky téz napojují mlécné kanálky, které prenásejí mléko na bradavku.
Pokud tyto bunky nejsou správne usporádány, prsa nemuze posílat mléko na bradavku, kdyz díte kojilo. A jeden z prvních príznaku rakoviny spocívá v tom, ze se epiteliální bunky stanou dezorganizovanými.

Nedostatek Integrinu dezorientuje bunky

Jedním ze zpusobu, jak se extracelulární matrice spojí s prsními epiteliálními bunkami, je pres receptory nazvané integriny. Tyto receptory informují bunky o svém prostredí a také posílají zprávy z bunek do svého prostredí.
Streuli a Akhtar provedli experimenty s integriny v epiteliálních bunkách prsu, aby zjistili, jak ovlivnují chování bunek.
V jednom experimentu zjistili bunky, které postrádaly gen pro integriny, skoncily nesprávným zpusobem v extracelulární matrici a také na nesprávném míste.

V dalsím pokusu zjistili, ze odstranení integrinu v kultivovaných bunkách prsu vede k stejnému neporádnému úcinku.

Integriny spojené s mikrotubuly jsou klícem k orientaci bunek

Dalsí experiment pomohl vedcum pochopit, jak bunky vedí, ze jsou správné.
Objevili, ze uvnitr bunek se integrinové receptory spojují s proteinem nazývaným ILK, který naopak spojuje s mikrotubuly, coz je transportní sít bílkovin uvnitr bunek.
Zjistili, ze je to kombinace integrinu a mikrotubulu v bunce, která zajistuje, aby byly správné proteiny posílány na horní a spodní cást bunky, aby se zajistilo, ze bunka bude vpravo nahoru.
Streuli ríká ve svém prohlásení, ze zjistili "zivotne dulezitá souhra mezi transportními mechanismy a integrinovými receptory, která zajistuje, ze bílkoviny jsou transportovány do správné oblasti bunky."
"Bez této souhry se proteiny dostanou na spatné místo, coz muze vést k tomu, ze se bunky stanou neusporiadanými," ríká Streuli.
Dále vysvetluje, ze kdyz porovnávali prsní tkán z experimentu s pacienty v casných stádiích rakoviny prsu, vypadali velmi podobne:
"Bunky byly vzhuru nohama a neusporádané, takze nemohly vykonávat své funkce."
"Doufáme, ze nase práce k lepsímu porozumení bunecné polarite muze nakonec vést k lepsí diagnostice pacientu s onkologickým onemocnením," dodává.

Dílo je relevantní pro jiné orgány

I kdyz experimentovali pouze s prsními epiteliálními bunkami, Streuli a Akhtar verí, ze epiteliální bunky z jiných orgánu by se chovaly stejným zpusobem.
Dulezitým aspektem jejich práce je pouzití speciálních 3D kultur pro rust bunek, kde vytvárejí drobné orgány, které vypadaly pozoruhodne podobné prsním tkáním.
"Pestování prsních bunek tak, ze mohou vytváret 3D struktury spíse nez na tvrdých petri pokrmech, znamená, ze se rozvíjejí zpusobem, který je mnohem více podobný tomu, jak rostou v tele," ríká Akhtar.
"Více nez 90% prípadu rakoviny pochází z epiteliálních bunek, a proto jsme se rozhodli je studovat," dodává.
Streuli a Akhtar nyní plánují overit, zda menící se hladiny integrinu vedou k dezorganizaci bunek, která se vyskytuje v casných stádiích rakoviny.
Napsal Catharine Paddock PhD