Nowotwory wykształciły wiele strategii i „sztuczek”, aby uzyskać przewagę w organizmie. Zespół badaczy kierowany przez prof. Sabine Werner z ETH Zurich odkrył kolejne zaskakujące zjawisko, które wykorzystują niektóre guzy, aby zapewnić sobie przetrwanie i rozwój.
W najnowszym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature Cancer wykazano, że komórki raka skóry potrafią przenosić swoje mitochondria do zdrowych komórek tkanki łącznej – fibroblastów – znajdujących się w ich najbliższym otoczeniu. Mitochondria, zwane „elektrowniami komórki”, produkują energię w postaci ATP.
Komórki nowotworowe używają mikroskopijnych rurek zbudowanych z błony komórkowej, aby przekazać mitochondria i połączyć się z fibroblastami – działając podobnie jak system poczty pneumatycznej.
Funkcjonalne przeprogramowanie fibroblastów
Transfer mitochondriów prowadzi do funkcjonalnego przeprogramowania fibroblastów w fibroblasty związane z guzem (CAF, cancer-associated fibroblasts). Tego typu komórki wspierają rozwój raka – rozmnażają się szybciej, produkują więcej ATP, a także wydzielają większe ilości czynników wzrostu i cytokin. Efektem jest szybsza proliferacja komórek nowotworowych i bardziej agresywny charakter guza.
Przejęte fibroblasty zmieniają także macierz pozakomórkową, zwiększając produkcję jej składników w sposób sprzyjający rozwojowi nowotworu. Macierz pozakomórkowa, kluczowa dla stabilności mechanicznej tkanek, wpływa również na wzrost, gojenie ran i komunikację międzykomórkową.
Od przypadkowego odkrycia do potencjalnej terapii
Jak wyjaśnia Sabine Werner, odkrycie miało charakter przypadkowy. Jej były współpracownik podoktorski, dr Michael Cangkrama, zauważył w hodowli komórkowej struktury przypominające cienkie rurki łączące fibroblasty i komórki raka skóry. Analiza wykazała, że poprzez te nano-połączenia komórki nowotworowe przekazują swoje mitochondria fibroblastom.
Sam fakt wymiany mitochondriów między komórkami nie jest nowością. Wiadomo było wcześniej, że np. po udarze zdrowe komórki tkanki nerwowej przekazują mitochondria uszkodzonym neuronom, aby wspomóc ich przeżycie. Nowotwory wykorzystują więc mechanizm korzystny dla regeneracji tkanek, przekształcając go w narzędzie sprzyjające rozwojowi złośliwego guza.
Wcześniejsze badania innych zespołów pokazywały, że komórki otoczenia guza mogą przekazywać mitochondria komórkom nowotworowym, zwiększając ich „wydolność”. Dotychczas nie było jednak wiadomo, że proces może działać także w odwrotnym kierunku – od komórek raka skóry do zdrowych fibroblastów.
Współpraca zespołu Werner z innymi grupami badawczymi ETH Zurich wykazała, że mechanizm ten ma znaczenie również w innych nowotworach, w tym raku piersi i raku trzustki. Szczególnie w przypadku raka trzustki, gdzie występuje duża liczba fibroblastów i rozległa tkanka łączna, może to odgrywać istotną rolę.
Rola białka MIRO2
Badacze zidentyfikowali także molekularny mechanizm tego zjawiska. W procesie transferu mitochondriów uczestniczą różne białka transportowe. Analiza wykazała, że w komórkach nowotworowych przekazujących mitochondria szczególnie dużo jest białka MIRO2.
Obecność MIRO2 potwierdzono zarówno w hodowlach komórkowych, jak i w próbkach ludzkiej tkanki, zwłaszcza w obrębie naciekających, inwazyjnych krawędzi guzów, gdzie komórki raka pozostają w bliskim kontakcie z fibroblastami.
Perspektywa blokowania transferu
Nowe odkrycia otwierają potencjalną drogę terapeutyczną. Zahamowanie produkcji MIRO2 prowadziło do zatrzymania transferu mitochondriów – fibroblasty nie przekształcały się w komórki wspierające nowotwór.
„Blokada MIRO2 zadziałała zarówno w warunkach in vitro, jak i w modelach mysich. Czy uda się to również w ludzkiej tkance – tego jeszcze nie wiemy” – podkreśla Werner. Kolejnym krokiem będzie identyfikacja inhibitora MIRO2 o niskiej toksyczności. Jeżeli się powiedzie, możliwe będzie opracowanie terapii klinicznych. Proces ten zajmie jednak zapewne wiele lat.
Źródło
Nature Cancer, „MIRO2-mediated mitochondrial transfer from cancer cells induces cancer-associated fibroblast differentiation”
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s43018-025-01038-6
