Článek
Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.
Rakovinové buňky se samy poškozují, aby mohly přežít radiaci. Za objevem překvapivé strategie stojí mezinárodní tým vědců, jehož součástí byli i odborníci z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd ČR (ÚMG AV ČR). Objev publikovaný v prestižním časopisu Science by mohl otevřít cestu k nové efektivnější léčbě.
Radiační terapie je jedním z nejefektivnějších dostupných způsobů léčby rakoviny. Není ale perfektní. Problém spočívá v tom, že ač je schopna zamezovat dělení rakovinových buněk a dokáže je i účinně ničit, její efektivita je u každého jedince různá a nádory se u mnohých posléze vrací.
Mechanismy, díky kterým se to děje, přitom dosud nebyly dobře známé, a proto rezistence proti radiační terapii představuje velkou výzvu. Výzkum zjistil, že hlavní roli v tomto procesu hraje jeden konkrétní enzym, jehož zablokování může rezistenci efektivně potlačit.
„Účinnost radiační terapie se nesmírně liší pacient od pacienta. Stává se, že ze začátku tumor ustupuje, ale nezmizí úplně, a když se třeba za rok vrátí, na terapii už tolik nereaguje. Tohle je v onkologii velký problém,“ uvedl spoluautor výzkumu Jiří Bártek.
Jak může poškození buňkám pomoct? Dá jim pauzu
Enzym, který buňkám pomáhá přežít radiační terapii, se jmenuje CAD. Jeho funkce paradoxně spočívá v tom, že v reakci na radioaktivní záření poruší na mnoha místech DNA v celém genomu buněk. Laicky řečeno nádorové buňky sám poškozuje.
„CAD udělá na DNA hodně velmi jednoduchých zlomů, které se ale poté snadno opravují. On tedy vlastně dává ozářeným nádorovým buňkám instrukce, že se dočasně nemohou dál dělit. Buňky kvůli tomu počkají a dál se nedělí. Mezitím ale opravují zlomy včetně těch více nebezpečných způsobených ozářením,“ vysvětlil Bártek objevený mechanismus s dodatkem, že jinak by rakovinové buňky toto „vysoce rizikové dělení nepřežily“.
Tato překvapivá a poněkud neintuitivní strategie tedy zlepšuje šanci na přežití rakovinových buněk zářením tak, že pozastaví jejich dělení, což jim koupí čas na životně důležité opravy.
Kdyby enzym DNA buněk nepoškozoval, snažily by se i přes poškození z radiace po určité době dál dělit, což by je v konečném důsledku zlikvidovalo. „Buňky by po ozáření i bez funkce enzymu udělaly určitou pauzu v dělení, začaly by se ale dělit příliš brzy, ještě než by se stihly opravit všechny nebezpečné zlomy DNA způsobené ozářením,“ vysvětlil Bártek.
Vědci roky zkoušeli enzym po enzymu, až našli ten pravý
Že rakovinové buňky v klíčovém bodě (tzv. bod G2) před začátkem dělení takto svůj cyklus pozastavují, se podle Bártka vědělo už dlouho. Až dosud se ale nedařilo přijít na to, co tuto pauzu způsobuje.
„Kandidáty byly všechny enzymy (zvané nukleázy), které dokážou zlomit nukleové kyseliny. My jsme tedy zkoušeli jeden po druhém a snažili se najít ten, který prodlužuje checkpoint G2. Takovému postupu se říká screening,“ uvedl Bártek, podle kterého tento postup umožnily až moderní metody. Šlo nicméně o mravenčí práci, která včetně biologických pokusů zabrala čtyři roky.
Vypnutí enzymu potlačuje rezistenci, zatím jen v laboratoři
Když si vědci vytipovali enzym CAD, zkusili ho takzvaně vypnout a zjistili, že bez něj jsou rakovinové buňky vůči radiačnímu záření skutečně citlivější.
V laboratoři se to experimentálně dá podle Bártka udělat poměrně snadno, buď takzvaným knockoutem, kdy se příslušný gen z buňky „vyřízne“, nebo vložením krátkých molekul RNA, které zajistí, že se na omezenou dobu enzym CAD nevytvoří.
V nádoru, který je v těle člověka, to je ale samozřejmě složitější. „To se musí udělat tak, že se najde inhibitor, který se naváže na příslušný protein (enzym CAD) a nedovolí mu fungovat,“ řekl Bártek a podotkl, že kandidáty na takovou molekulu už vědci mají, ale je to „teprve začátek“. Dostat se z tohoto bodu k léku, jenž se bude moct dávat lidem, podle něj „potrvá léta“ a bude to požadovat zapojení farmaceutických firem.
Důležité je podle Bártka i to, že popsaný mechanismus funkce enzymu CAD je podle zjištění výzkumu specifický pro rakovinové buňky. To znamená, že jeho blokování nebude způsobovat problémy u obyčejných buněk, tedy ani s tím související vedlejší účinky.
„Znamená to, že by léčba měla být bezpečná a mohla by fungovat cíleně jen na nádory. Takových léků je velmi málo,“ uzavřel Bártek.
Na studii pracovali kromě Bártka Češi Jan Benada, Pavel Janščák a Václav Urban pod záštitou ÚMG AV ČR. Ze zahraničí se na něm podíleli i vědci z Kanady, Švédska, Švýcarska a Dánska, kde dosud pracuje i Bártek s Benadou a odkud je i hlavní koordinátor výzkumu Claus Storgaard Sørensen.
