Hur cancerceller hittar ett sätt att hålla sig vid liv när de pressas till det yttersta

Från och med den 30 juli har forskare vid Centre for Genomic Regulation (CRG) i Barcelona har identifierat en snabb energiresponsmekanism i cancerceller när de utsätts för mekanisk kompression. Studien visar att när cancerceller pressas ihop fysiskt rör sig deras mitokondrier (strukturer som producerar energi för cellerna) snabbt mot cellkärnan och bildar kluster som kallas kärnassocierade mitokondrier (nucleus-associated mitochondria, NAMs). Dessa NAMs levererar en kraftig ökning av adenosintrifosfat (ATP), cellens huvudsakliga energimolekyl, direkt in i kärnan inom några sekunder.

Det tidigare nämnda ATP-inflödet ökar med cirka 60% på tre sekunder och är avgörande för DNA-reparationen. När cellerna komprimeras utsätts DNA för stress, vilket leder till trasiga strängar. Den ökade mängden ATP aktiverar en effektiv drift av DNA-reparationsmaskineriet. Celler som inte får denna ATP-ökning kan inte dela sig ordentligt.

Processen beror till stor del på cytoskelettet - en inre stödstruktur som består av aktinfilament - som är proteinfibrer som upprätthåller cellens form. Det endoplasmatiska retiklet, ett nätverk inuti cellen, spelar också en nyckelroll när det gäller att fånga mitokondrierna nära kärnan. Genom att störa denna byggnadsställning med latrunculin A förhindrar bildandet av NAM och stoppar ATP-ökningen. Som referens kan nämnas att latrunculin A är en kemikalie som bryter ned aktinfilament.

Analys av biopsier från brösttumörer från 17 patienter visade att det fanns tre gånger fler NAM vid invasiva tumörfronter - områden i tumörens utkant där cancerceller sprider sig - än i den täta tumörkärnan. Forskarna menar att om man riktar in sig på detta interna stödjande ramverk skulle det kunna försämra cancercellernas svar på mekanisk stress, vilket skulle kunna begränsa tumörens invasivitet och samtidigt hålla den friska vävnaden vid liv.

Studien genomfördes med hjälp av ett mikroskop som kan komprimera celler till en bredd av tre mikrometer. Fenomenet observerades i 84% av de komprimerade HeLa-cellerna (en serie mänskliga cancerceller som ursprungligen togs från en livmoderhalstumör 1951 och som kan växa och dela sig på obestämd tid i labbet) och saknades i okomprimerade celler. Allt detta kastar nytt ljus över hur cancerceller kan motstå mekaniska utmaningar under invasionen och förhoppningsvis hjälpa forskare att identifiera ett potentiellt nytt mål för terapi.