Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Stanice raka odmah aktiviraju proizvodnju energije kada se DNK komprimira i ošteti
Posljednji pregledao: 03.08.2025
Stanice raka trenutno aktiviraju energetski bogat odgovor na fizičku kompresiju, prema studiji objavljenoj u časopisu Nature Communications. Ovaj nalet energije prva je dokumentirana manifestacija zaštitnog mehanizma koji pomaže stanicama da poprave oštećenu DNK i prežive skučene uvjete ljudskog tijela.
Ovi nalazi pomažu objasniti kako stanice raka preživljavaju u složenim mehaničkim okruženjima, poput puzanja kroz tumorska mikrookruženja, prodiranja u porozne krvne žile ili prevladavanja šokova u krvotoku. Otkriće mehanizma moglo bi dovesti do novih strategija za "usidravanje" stanica raka prije nego što se prošire.
Istraživači Centra za genomsku regulaciju (CRG) u Barceloni otkrili su to pomoću specijaliziranog mikroskopa sposobnog stisnuti žive stanice na samo tri mikrona širine - oko trideset puta manje od promjera ljudske dlake. Primijetili su da su u roku od nekoliko sekundi nakon kompresije mitohondriji u HeLa stanicama pojurili na površinu jezgre i počeli pumpati dodatni ATP, molekularni izvor energije stanica.
„To nas prisiljava da preispitamo ulogu mitohondrija u ljudskom tijelu. Oni nisu samo statičke baterije koje napajaju stanice, već pametni 'spasitelji' koji se mogu pozvati u hitnim slučajevima kada je stanica doslovno dovedena do svojih granica“, kaže dr. Sarah Sdelchy, koautorica studije.
Mitohondriji su formirali tako gust "sjaj" oko jezgre da je jezgra bila stisnuta prema unutra. Ovaj fenomen uočen je u 84 posto komprimiranih HeLa stanica raka, u usporedbi s gotovo nula u plutajućim, nekomprimiranim stanicama. Istraživači su te strukture nazvali NAM, što znači mitohondrij povezan s jezgrom (nucleus-associated mitochondries).
Kako bi otkrili što NAM-ovi rade, istraživači su koristili fluorescentni senzor koji svijetli kada ATP uđe u jezgru. Signal se povećao za oko 60% samo tri sekunde nakon što su stanice stisnute.
„Ovo je jasan znak da se stanice prilagođavaju stresu i rekonfiguriraju svoj metabolizam“, objašnjava dr. Fabio Pezzano, prvi koautor studije.
Daljnji eksperimenti pokazali su zašto je ovaj energetski poticaj važan. Mehanička kompresija opterećuje DNK, lomi niti i zapetljava genom. Stanicama su potrebni ATP-ovisni kompleksi za popravak kako bi oslabile strukturu DNK i došle do oštećenja. Komprimirane stanice koje su primile dodatni ATP popravile su svoju DNK unutar nekoliko sati, dok su stanice bez dodatnog ATP-a prestale normalno dijeliti.
Kako bi potvrdili značaj ovog mehanizma u bolesti, istraživači su također pregledali biopsije tumora dojke od 17 pacijenata. NAM oreoli uočeni su u 5,4% jezgri na invazivnom rubu tumora, u usporedbi s 1,8% u gustoj jezgri - trostruka razlika.
„Činjenica da smo pronašli ovaj potpis u tkivu pacijenta potvrdila je njegov značaj izvan laboratorija“, objašnjava dr. Ritobrata (Rito) Ghose, prvi koautor studije.
Istraživači su također mogli proučavati stanične mehanizme koji omogućuju mitohondrijsku "poplavu". Aktinski filamenti - iste proteinske niti koje omogućuju mišićima kontrakciju - tvore prsten oko jezgre, a endoplazmatski retikulum povlači mrežastu "zamku". Studija je pokazala da ovaj kombinirani raspored fizički drži NAM na mjestu, tvoreći "oreol". Kada su istraživači tretirali stanice latrunkulinom A, lijekom koji remeti aktin, stvaranje NAM-a je nestalo, a razina ATP-a je naglo pala.
Ako metastatske stanice ovise o NAM-povezanim ATP naletima, lijekovi koji narušavaju strukturu mogli bi učiniti tumore manje invazivnim bez trovanja samih mitohondrija ili utjecaja na zdravo tkivo.
„Mehaničke reakcije na stres slabo su shvaćena ranjivost stanica raka koja bi mogla otvoriti nove terapijske pristupe“, rekla je dr. Verena Ruprecht, koautorica studije.
Iako se studija usredotočila na stanice raka, autori ističu da je to vjerojatno univerzalni fenomen u biologiji. Imunološke stanice koje prolaze kroz limfne čvorove, procesi rasta neurona i embrionalne stanice tijekom morfogeneze doživljavaju sličan fizički stres.
„Tamo gdje su stanice pod pritiskom, energetski nalet u jezgru vjerojatno štiti integritet genoma“, zaključuje dr. Sdelchi. „Ovo je potpuno nova razina regulacije u staničnoj biologiji, koja predstavlja temeljni pomak u našem razumijevanju kako stanice preživljavaju fizički stres.“