Hvordan hjælper tumorens surhed med at sprede sig?
Ved at undersøge, hvad der sker med celler i sure tumorer, har forskere afsløret nye oplysninger om kræftens invasivitet og spredning. Opdagelsen kunne føre til bedre behandlinger for aggressive tumorer.
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge fandt, at sure eller lave pH-tumorregioner ændrer genekspression i kræftceller på måder, der gør dem mere aggressive.
I et papir, der vises i tidsskriftet Kræftforskningbeskriver de, hvordan de ved at reducere tumorens surhed var i stand til at vende processen i mus.
"Tumoracidose," siger den første undersøgelsesforfatter Nazanin Rohani Ph.D., som var postdoktor i Koch Institute for Integrative Cancer Research ved MIT, da hun afsluttede arbejdet, "giver anledning til udtryk for molekyler involveret i celleinvasion og migration.
"Denne omprogrammering, som er en intracellulær reaktion på et fald i ekstracellulær pH, giver kræftcellerne evnen til at overleve under lave pH-betingelser og sprede sig."
Metastase og tumormiljø
Metastase er den komplekse proces, hvor kræftceller bliver mobile, løsner sig fra primære tumorer, invaderer nærliggende væv, migrerer og derefter opretter sekundære tumorer i andre dele af kroppen.
Omkring 9 ud af 10 af alle kræftdødsfald "er relateret til metastase." Uden metastase ville kræft være en langt mere håndterbar og mindre alvorlig sygdom.
Der var en tid, hvor forskere troede, at potentialet for tumorer til at metastasere kun afhang af ændringer i kræftceller.
Siden da har forskere imidlertid lært, at den "ondartede progression af kræft" også afhænger af kræftceller, der deltager i et "indviklet netværk af interaktioner" med andre dele af vævet, der omgiver dem, eller tumorens mikromiljø.
Der er nu en god forståelse blandt forskere, at tumorer ikke kun er samlinger af multiplicerende kræftceller, men "levende enheder", der består af mange forskellige typer celler. Faktisk kan kompleksiteten af tumorvæv “endog overstige” kompleksiteten af sundt væv.
Undersøgelsen, som Dr. Rohani og hendes kolleger foretog, tilføjer den voksende viden om tumormikromiljøer og deres bidrag til metastase.
Kortlægning af tumorens surhed
Tidligere undersøgelser havde allerede fastslået, at surhed i tumormikromiljøet havde en stærk effekt på kræftinvasivitet. Det, der ikke var klart, var imidlertid, hvordan surheden varierede i en tumor, og hvordan det kunne ændre gener for at gøre tumorceller mere invasive.
Før den nylige undersøgelse var den fremherskende opfattelse, at høj surhed i tumorer forekom hovedsageligt i ilt-sultede områder med dårlig blodforsyning.
Til deres undersøgelse brugte MIT-forskerne en "pH-sonde" til at kortlægge surhed i brystkræfttumorer hos mus.
Når pH-sonden detekterer en celle i et surt miljø, indsætter den et lille proteinmolekyle i cellens membran. På denne måde kan forskerne mærke og identificere celler i sure regioner i tumorerne.
Til sin overraskelse fandt holdet, at syreregioner ikke kun var til stede i hypoxiske eller iltudslettede lommer inde i tumorer. Tumorernes overflader - hvor de forbinder med stroma eller "strukturelt væv", der omgiver dem - indeholdt også sure regioner.
Denne opdagelse antydede, at ilt-sult ikke var hovedårsagen til surhed i tumorer. Ved nærmere undersøgelse fandt forskerne en anden årsag til mikromiljøets surhed på tumoroverfladen.
Reduktion af tumorens surhed
Det så ud til, at metabolismen af mange af cellerne på brysttumorernes overflade var ændret til aerob glykolyse. Denne type stofskifte producerer mælkesyre, hvilket gjorde tumorens mikromiljø surere.
I disse sure tumoroverfladeregioner havde cellerne ændret deres gener for at tænde for processer, der favoriserer invasion og metastase.
De aktiverede gener inkluderede en, der er involveret i embryoudvikling og producerer et protein, der hjælper cellevandring via blodbanen. En anden var en, der gør tumorceller mere i stand til at trænge ind i deres omgivende væv.
I et andet sæt eksperimenter fandt holdet, at reduktion af surhedsgraden i tumormikromiljøet returnerede genudtrykkene næsten tilbage til det normale.
Forskerne reducerede tumorens surhed i musene ved at tilsætte natriumbicarbonat til deres drikkevand. Andre undersøgelser har også fundet, at dette reducerer metastase hos mus.
Seniorforfatter Frank B. Gertler, der er professor i biologi ved MIT, siger, at mennesker ikke tåler natriumbicarbonat, og det ville derfor ikke være en passende potentiel behandling for dem.
"Andre metoder, der mere målrettet målretter mod forsuring, kan være af stor værdi."
Prof. Frank B. Gertler
