A szívben nagyon ritkán alakul ki daganat, ami arra utal, hogy a kardiális mikro-környezetben valamilyen tényező gátolja a tumornövekedést, írja a Science tanulmánya, ami magyarázattal és lehetséges terápiás felhasználással is szolgál.
A szívben ritkán alakul ki daganatos megbetegedés; ritka a primer szívdaganat és a szíváttét előfordulása egyaránt, annak ellenére, hogy a szívizomnak rendkívül gazdag a vérellátása. Ez paradoxon, írja a Science-tanulmányról beszámoló Singularity Hub-cikkben Shelly Fan, hiszen
a szív bőségesen el van látva oxigénnel és tápanyagokkal, ami elvileg ideális környezetet jelentene a keringő daganatsejtek megtelepedéséhez és növekedéséhez.
Korábban felvetették, hogy a mechanikai terhelés kulcsszerepet játszhat abban, hogy röviddel a születés után leáll a cardiomyociták proliferációja, így a felnőtt emlős szív regenerációs képessége korlátozott. A bőrsejtek például 40–56 naponként kicserélődnek, ezzel szemben a szívizomsejtek a neuronokhoz hasonlóan ritkán osztódnak, emiatt daganatot is ritkán növesztenek.
Bár az igénybevételük óriási, a szívizomsejtek kevesebb mint 1%-a osztódik évente. Ez részben megmagyarázza, hogy miért olyan ritkák a primer szívdaganatok.
A szív azonban nemcsak a saját szöveteiből kiinduló daganatoknak áll ellen, hanem hatékonyan védekezik a más szervekből származó, rendszerint jóval nagyobb mortalitású áttétekkel szemben is. Ha vannak is, a szíváttétek gyakran tünetmentesek klinikailag, és sokukat csak véletlenül, illetve boncolás során fedezik fel.
A mechanikai terhelés gátolja a szívben a daganat kialakulását
Giulio Ciucci és munkatársai feltételezték, hogy a mechanikai terhelés lehet az a mechanizmus, ami gátolja a szívben a daganatsejtek proliferációját.
- A Trieszti Egyetem kutatói először egy in vivo genetikai egérdaganat-modellel igazolták, hogy a szív ellenáll az onkogén eseményeknek: a tumornövekedést eredményező mutáció (pl. p53-deléció) az állatok májában, szívében és vázizomzatában hasonló volt, és számos daganat ki is alakult különböző anatómiai helyeken, de a szívben egyetlen esetben sem.
- Ezt követően egy heterotópiás szívtranszplantációs egérmodellt hoztak létre a szív in vivo mechanikai tehermentesítésére: a keringést biztosító eredeti szív mellett az állatok nyakába egy másik szívet ültettek. Az átültetett szív aortáját és pulmonális artériáját a recipiens állat carotis artériájához, illetve vena jugularis externájához kapcsolták, így a szerv perfúziója biztosított volt, de a bal kamrában nem jelentkezett mechanikai terhelés. Amikor a kutatók daganatsejteket juttattak az állatokba, az egerek saját, dobogó szívében a daganatterjedés jelentősen lassabb volt, míg a transzplantált, mechanikailag tehermentesített szíveket néhány héten belül elárasztották a daganatsejtek.
- Harmadrészt olyan mesterséges szívszöveteket alkalmaztak, amelyekben a mechanikai terhelés tetszőlegesen szabályozható. Az eredmények szerint e modellekben a mechanikai terhelés gátolta, míg a szövet tehermentesítése elősegítette a tüdőadenokarcinóma-, vastagbélkarcinóma- és melanoma-sejtek proliferációját a myocardiumban.
- Negyedrészt a jelenség hátterében álló mechanizmus feltárása érdekében a kutatók térbeli transzkriptomikai vizsgálatokat végeztek olyan humán daganatok mintáin, amelyek kardiális és nem szívbeli áttéteket egyaránt képeztek. Mint kiderült, a szíváttétek a primer daganat eredetétől függetlenül azonos transzkripciós profillal rendelkeznek. A szíváttétekben a hiszton-demetilázok voltak a leginkább felülszabályozott gének.
Ezzel összhangban a szíváttétekben csökkent a hiszton metilációja és a kromatinkondenzáció. Hasonló jelenségeket figyeltek meg a szív mechanikai terhelését módosító kísérleti modellben is: a daganatsejt-proliferációt szabályozó genomikus régiókban megváltozott a kromatin hozzáférhetősége és a hisztonmetiláció. A kutatók kulcsfontosságú molekulaként azonosították a citoplazmából a sejtmagba irányuló mechanotranszdukcióban részt vevő proteint, a Nesprin-2-t, ami érzékeli a dobogó szívben ható mechanikai erőt, és proliferációcsökkentő jellé alakítja: amikor elnémították a Nesprin-2 expresszióját tüdődaganatsejtekben, majd ezeket a sejteket egerek szívébe ültették, a sejtek fiziológiás mechanikai terhelés mellett is visszanyerték proliferációs képességüket, ami nagy tumorok kialakulásához vezetett.
Az eredmények új megvilágításba helyezik a mechanikai erők szerepét a szív daganatokkal szembeni védelmében, és mechanikai stimuláció elvén alapuló daganatellenes terápiák fejlesztését alapozhatják meg, írják Ciucci és munkatársai.
Mint a Singularity Hub-cikk kifejti, az olasz kutatók mérnökökkel összefogva olyan hordozható, melanoma elleni eszközt fejlesztenek, ami összenyomja a tumorsejteket; a korai eredmények bíztatóak. Az eredmények további hasznosítása lehet a Nesprin-2 megcélzása gyógyszerjelöltekkel, teszi hozzá Shelly Fan.
Forrás: elitmed.hu
Borítókép: ILLUSZTRÁCIÓ: Ovisok anyák napi műsora Miskolcon 2019-ben (Fotó: Vona Ildikó/ PannonHírnök)
