Bolnišnica Bambino Gesù: nove ugotovitve o procesu celičnih delitev

Znanstvena raziskava o nastanku tumorjev Pediatrične bolnišnice Bambino Gesù je prišla do pomembne ugotovitve o procesu celičnih delitev, ki dajejo nove rešitve v boju proti tumorjem. Ugotovitve so bile objavljene v znanstveni reviji Nature.

Raziskava pediatrične bolnišnice Svetega sedeža, opravljena v sodelovanju z rimsko univerzo Tor Vergata ter drugimi evropskimi in ameriškimi raziskovalnimi centri, osvetljuje cikel delitve celic. Prvič so ugotovili povezavo med beljakovinama ambra1 in ciklin D: kadar je ta v neravnovesju, sproži tumorski proces. Odkritje odpira pot do terapij, ki blokirajo obrambni sistem obolelih celic.

Po desetletjih raziskav in številnih hipotezah se je sklenil krog mehanizmov celičnega cikla, procesa, v katerem celice, tudi rakave, zorijo in se razmnožujejo. Raziskovalci iz otroške bolnišnice Bambino Gesù in rimske univerze Tor Vergata so v sodelovanju z drugimi evropskimi in ameriškimi raziskovalnimi centri odkrili manjkajoči delček: kaj uravnava življenje ciklina D, bistvene molekule pri delitvi celic. Stikalo, ki vklaplja in izklaplja delovanje ciklina D, je beljakovina, imenovana ambra1: kadar ne deluje, sproži proces, ki vodi do hitrega nastanka številnih vrst raka. Odkritje utira pot posebnim terapijam, ki zavirajo obrambni sistem bolnih celic do točke, ko se te uničijo same. Rezultati študije so bili pravkar objavljeni v znanstveni reviji Nature.

Celični cikel

Celični cikel je sestavljen iz niza povezanih in natančno uravnavanih dogodkov, ki vodijo do delitve celic; gre za pomemben proces, v katerem iz oplojenega jajčeca nastanejo celice celotnega organizma in v katerem se obnavljajo celice kože, krvi in organov. Ta cikel uravnavajo ciklini, skupina proteinov, ki so razvrščeni s črkami A, B, C, D in tako naprej. Vsaka od njih opravi svoj del dela pri delitvi celic, pri čemer se izmenično proizvajajo in uničujejo, dokler se ne proizvedejo hčerinske celice. Regulativni mehanizem teh molekul je bil že skoraj v celoti znan, razen – do zdaj – za ciklin D. S študijo, ki jo je koordinirala bolnišnica Bambino Gesù, je bila končno opredeljena celotna pot.

Tumorji: »napake« celičnega cikla

Med delitvijo lahko pride do mutacij genov, ki so odgovorni za nadzor celičnega cikla, iz česar nastanejo številne vrste tumorjev. Te nepravilnosti se običajno razvijejo med replikacijo genetskega zapisa (DNK), ki se prenese na hčerinske celice: če se mehanizem zatakne, vse napake, ki nastanejo v tej ključni fazi, postanejo vzrok za mutacije, tumorje in celično smrt.

Študija

Študijo, ki je privedla do odkritja povezave med beljakovinama ambra1 in ciklinom D, so raziskovalci v bolnišnici Bambino Gesù izvedli pod vodstvom profesorja Francesca Cecconija z raziskovalnega področja za onkohematologijo, skupaj z raziskovalno skupino rimske univerze Tor Vergata in v sodelovanju z danskim centrom za raziskovanje raka (Danish Cancer Society Research Center) ter drugimi evropskimi in ameriškimi centri.

Med preiskavami so raziskovalci opazili, da se ciklin D v odsotnosti ali majhni količini ambre1 ne uniči, kot bi se moral, in se zato kopiči. Zaradi tega se celice začnejo nenadzorovano deliti, DNK se poškoduje in sproži se nastanek tumorskih tvorb. Neravnovesje v ravni obeh beljakovin je bilo ugotovljeno pri številnih vrstah raka.

Terapije

Študija bolnišnice Bambino Gesù opiše testiranje terapije za tumorje, ki temeljijo na neravnovesju ambre1 in ciklina D. Ker do zdaj ni na voljo zdravil, ki bi neposredno delovala na obe beljakovini in ponovno vzpostavila ustrezno količino, so znanstveniki našli alternativno rešitev, ki izkoristi eno od šibkih točk rakavih celic: sistem popravljanja.

Velika hitrost delitve rakavih celic povzroči vrsto napak v njihovi DNK, ki jih sistem encimov (prisoten v vseh celicah človeškega telesa) postopoma popravlja, kar jim omogoča preživetje in razmnoževanje. Če pa je proces popravljanja oviran, se v obolelih celicah nabere toliko napak, da se same uničijo. Terapija (mešanica posebnih zdravil, imenovanih »zaviralci sistema popravljanja«) je bila uspešno preizkušena na celičnih in živalskih modelih: tumor je nazadoval, preživetje pa se je podaljšalo. Raziskava torej kaže, da bi lahko ta način zdravljenja, ki se že uporablja za zdravljenje nekaterih vrst človeškega raka, uporabili tudi pri bolnikih s spremenjeno kombinacijo ambra1 – ciklin D.

Francesco Cecconi, profesor razvojne biologije na rimski univerzi Tor Vergata in raziskovalec v bolnišnici Bambino Gesù, pravi: »Ideja je, da bi pri bolnikih z diagnozo raka preverili tudi raven ambre1 in ciklina D. Če se v tumorskih celicah odkrije odsotnost ali nizka raven ambre1 v povezavi s kopičenjem ciklina D, bi lahko s posebnimi zdravili, ki jih že poznamo pri zdravljenju, poskušali odpraviti sposobnost tumorskih celic, da popravijo genski material. Če bi tako omejili popravljanje, bi lahko uničili rakave celice in pri tem izkoristili njihovo Ahilovo peto, to je isto genomsko nestabilnost, zaradi katere so se razmnožile.«

Dr. Giacomo Milletti, raziskovalni biolog v bolinišnici Bambino Gesù, doktorski študent na rimski univerzi Tor Vergata in prvi soavtor študije, dodaja: »Naši podatki zajemajo tudi procese proliferacije celic v razvijajočem se živčnem sistemu in ta nova raven regulacije lahko predstavlja novo mejo v molekularni onkologiji možganskih tumorjev pri otrocih.«

Tri študije v reviji Nature

Rezultate raziskave bolnišnice Bambino Gesù in rimske univerze Tor Vergata potrjujeta še dve mednarodni študiji, opravljeni v Združenih državah Amerike (v New Yorku in San Franciscu), ki sta z različnih izhodišč prišli do enakega zaključka: ambra1 nadzoruje ciklin D. Zaradi visoke znanstvene vrednosti odkritja so bile vse tri študije zaporedoma objavljene v isti številki znanstvene revije Nature.

Vir: Vatican News

Foto: Vatican News

Obj.: M. B.