Hoe kankercellen een manier vinden om in leven te blijven wanneer ze tot het uiterste worden gedreven

Vanaf 30 juli hebben onderzoekers van het Centre for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona een snel energiereactiemechanisme in kankercellen geïdentificeerd wanneer deze aan mechanische compressie worden blootgesteld. Het onderzoek stelt dat wanneer kankercellen fysiek worden samengedrukt, hun mitochondriën (structuren die energie voor cellen produceren) snel naar de kern bewegen en clusters vormen die nucleus-geassocieerde mitochondriën (NAM's) worden genoemd. Deze NAM's leveren binnen enkele seconden een golf van adenosinetrifosfaat (ATP), de belangrijkste energiemolecule van de cel, rechtstreeks in de celkern.

De bovengenoemde ATP-instroom stijgt in drie seconden met ongeveer 60% en is essentieel voor DNA-herstel. Bij samendrukking ervaren cellen stress op het DNA, wat leidt tot gebroken strengen. De verhoogde ATP activeert een efficiënte werking van de DNA-herstelmechanismen. Cellen die deze ATP-uitbarsting niet hebben, kunnen zich niet goed delen.

Het proces is grotendeels afhankelijk van de cytoskeletstructuur - een interne ondersteunende structuur van actinefilamenten - wat eiwitvezels zijn die de celvorm in stand houden. Het endoplasmatisch reticulum, een netwerk in de cel, speelt ook een sleutelrol bij het vasthouden van de mitochondriën in de buurt van de kern. Het verstoren van deze steiger met behulp van latrunculine A voorkomt NAM-vorming en stopt de ATP-piek. Ter referentie: latrunculine A is een chemische stof die actinefilamenten ontmantelt.

Analyse van borsttumorbiopten van 17 patiënten toonde drie keer zoveel NAM's aan bij invasieve tumorfronten - gebieden aan de rand van tumoren waar kankercellen zich verspreiden - dan in de dichte tumorkern. De onderzoekers stellen dat het aanpakken van dit interne ondersteunende raamwerk de reactie van kankercellen op mechanische stress zou kunnen verminderen, waardoor de invasiviteit van de tumor zou kunnen worden beperkt terwijl het gezonde weefsel in leven blijft.

Het onderzoek werd uitgevoerd met een microscoop die cellen tot drie micrometer breed kan samendrukken. Het fenomeen werd waargenomen in 84% van de samengedrukte HeLa-cellen (een lijn menselijke kankercellen die oorspronkelijk uit een baarmoederhals tumor in 1951 werd gehaald en die in het lab onbeperkt kunnen groeien en delen) en was afwezig in niet-gecomprimeerde cellen. Dit alles werpt een nieuw licht op de manier waarop kankercellen mechanische uitdagingen tijdens invasie kunnen weerstaan en hopelijk kunnen onderzoekers zo een mogelijk nieuw doelwit voor therapie identificeren.