Dobře načasovaná, přesná a dokonale koordinovaná reakce buňky na vnitřní i vnější podněty představuje základní předpoklad pro úspěšnou adaptaci savčích buněk na všechny změny, které se dějí za fyziologických podmínek v průběhu buněčného vývoje. Zneužít těchto schopností umí právě nádorové buňky, které jsou tak schopné se přizpůsobit stresovým podmínkám, které představují důležitý předpoklad pro vznik a vývoj nádoru. Změnou klíčových mechanizmů se nádorovým buňkám podaří vyhnout buněčné smrti, a tak je umožněn vývoj a šíření nádoru. Změny na genetické úrovni se manifestují celou řadou fenotypových projevů, díky kterým jsou nádorové buňky schopny uniknout obranným mechanizmům organizmu, získat rezistenci k léčbě, invadovat, zakládat dormantní ložiska či vytvářet sekundární nádory. Mezi jednu ze základních vlastností studovaných v posledních letech patří změna energetického metabolizmu, kdy si nádorová buňka cíleně reguluje přeprogramování hlavních metabolických drah k vlastnímu prospěchu a uspokojení zvýšených nároků nejen na energii, ale také na stavební materiály, které jsou nutné pro zajištění zvýšené buněčné proliferace. Přizpůsobení se okolním podmínkám je nutné i na morfologické úrovni, kdy změna tvaru buněk pomocí reorganizace cytoskeletálních vláken umožní nádorovým buňkám zvýšit jejich agresivitu a invazivní vlastnosti. Pochopení těchto změn spolu s porozuměním přepínání genetického programu v nádorových buňkách umožňujícího jejich přechod mezi různými diferenciačními stadii od nádorových kmenových buněk až po plně diferencované buňky by tak mohl vést k odhalení „slabých míst“ nádorových buněk a přispět tak k efektivitě léčby nádorových onemocnění. Schopnost nádorových buněk měnit pravidla vlastního organizmu tak představuje obrovskou výzvu pro onkologický výzkum.

Dynamic, punctual and perfectly coordinated cellular response to internal and external stimuli is a crucial prerequisite for adaptation of mammalian cells to all changes that occur during cellular development under physiological conditions. Hijacking this ability is characteristic for tumor cells that are capable to adapt to unfavorable conditions which contribute to the formation and development of cancer during the process of tumor formation and progression. By changing key mechanisms, malignant cells can avoid cell death and thus allow development and spread of the tumor. The changes at the genetic level are manifested by various phenotypic characteristics, through which tumor cells are able to escape defense mechanisms, to acquire resistance to treatment, to invade and to create secondary tumors. In recent years, one of the most studied properties include changes in energy metabolism, when tumor cells specifically control reprogramming of the main metabolic pathways for their own benefit and to satisfy their increased needs not only for energy, but also for building materials required for increased proliferation. To adapt to extracellular conditions, it is necessary that cells undergo morphological changes, where modifications in the cell shape through reorganization of cytoskeletal filaments allow tumor cells to increase their invasiveness and other aggressive features. Clarifying these changes together with understanding of the switch in the genetic program within cancer cells, which allows them to overcome different stages of differentiation from cancer stem cells to fully differentiated cells, would be an important prerequisite for identification of the cancer cell “weaknesses” and may lead to improved cancer treatment. The ability of tumor cells to alter the rules of their own organism thus represents an important challenge for oncological research.

Regionální centrum aplikované molekulární onkologie Masarykův onkologický ústav Brno

Cancer cells as dynamic system – molecular and phenotypic changes during tumor formation, progression and dissemination

Citace poskytuje Crossref.org