Nové trendy v liečbe rakoviny sa spájajú s rozvojom presne cielených terapeutík, s účinkom na rakovinové bunky a zameraním na špecifické biologické dráhy. Úloha onkoproteínov a tumor-supresorových proteínov v proliferačnej signalizácii, regulácii bunkového cyklu a pozmenenej adhézii je už dobre preskúmaná. Chemické látky, vírusy a žiarenie sú tiež všeobecne prijímanými faktormi, ktoré vyvolávajú mutácie v génoch kódujúcich proteíny súvisiace s tvorbou rakoviny. Nedávne experimenty ukázali, že existujú dva nové kľúčové faktory pôsobiace na proliferujúce bunky – hypoxia a nedostatok glukózy. Tieto môžu iniciovať a podporovať proces malígnej transformácie v malom množstve buniek, ktorým sa podarilo uniknúť bunkovému starnutiu. Neregulovaná bunková proliferácia vedie k tvorbe bunkovej masy presahujúcej svoje rezervy, čo znižuje množstvo kyslíka a živín. Vzniknutý stav hypoxie iniciuje ďalšie kľúčové úpravy, ktoré umožňujú prežitie nádorových buniek. Proces apoptózy je potlačený a metabolizmus glukózy pozmenený. Nedávne experimenty naznačili, že vyčerpanie zásob kyslíka stimuluje mitochondrie, aby spracovávali väčšie množstvá reaktívnych foriem kyslíka (ROS). Aktivujú sa tak signálne dráhy, ako je hypoxiu-indukujúci faktor 1, ktoré podporujú prežívanie nádorových buniek a rast nádorov. Mitochondrie sú čoraz častejšie považované za kľúčové organely podieľajúce sa na chemoterapii, a preto je dôležité nájsť spôsob ako aktivovať apoptózu v mitochondriách za podmienok hypoxie, určiť vzťah medzi mitochondria­­mi, ROS signalizáciou a procesmi aktivujúcimi prežívanie buniek. Každé nové zistenie môže otvoriť cestu pre pochopenie a odhalenie podstaty rakoviny a následné vytvorenie na mieru šitej terapie.

New insights into cancer cells – specific biological pathways are urgently needed to promote development of exactly targeted therapeutics. The role of oncoproteins and tumor suppressor proteins in proliferative signaling, cell cycle regulation and altered adhesion is well established. Chemicals, viruses and radiation are also generally accepted as agents that commonly induce mutations in genes encoding these cancer-inducing proteins, thereby giving rise to cancer. More recent evidence indicates the importance of two additional key factors imposed on proliferating cells – hypoxia and/or lack of glucose. These two additional triggers can initiate and promote the process of malignant transformation, when a low percentage of cells escape cellular senescence. Disregulated cell proliferation leads to formation of cellular masses that extend beyond the resting vasculature, resulting in oxygen and nutrient deprivation. Resulting hypoxia triggers a number of critical adaptations that enable cancer cell survival. The process of apoptosis is suppressed and glucose metabolism is altered. Recent investigations suggest that oxygen depletion stimulates mitochondria to compensate increased reactive oxygen species (ROS). It activates signaling pathways, such as hypoxia-inducible factor 1, that promote cancer cell survival and tumor growth. During the last decade, mitochondria have become key organelles involved in chemotherapy-induced apoptosis. Therefore, the relationship between mitochondria, ROS signaling and activation of survival pathways under hypoxic conditions has been the subject of increased study. Insights into mechanisms involved in ROS signaling may offer novel ways to facilitate discovery of cancer-specific therapies.

Department of Medical Biochemistry Jessenius Faculty of Medicine Comenius University Martin

Prečo sú mitochondrie vhodné ciele pre liečbu rakoviny