TIM znanstvenika s Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Pittsburghu odgonetnuo je misterij besmrtnosti tumora, što znači da bi se taj mehanizam mogao napasti, a tumori lakše liječiti.
U radu objavljenom u uglednom časopisu Science autori opisuju kako su identificirali specifične genetske promjene koje omogućuju tumorima da brzo rastu i istovremeno sprječavaju vlastitu smrt. Ovo bi otkriće moglo imati značajne implikacije na način na koji onkolozi shvaćaju i liječe melanome, najopasniji oblik raka kože.
"Učinili smo nešto što je u biti bilo očito na temelju prethodnih temeljnih istraživanja i povezano s nečim što se događa kod pacijenata", rekao je voditelj istraživanja Jonathan Alder s Medicinskog fakulteta u Pittsburghu.
Što su telomere i zašto su važne za tumore?
U svojem istraživanju tim se posebno fokusirao na telomere, zaštitne kapice na kraju kromosoma, koje su ključne za sprječavanje nastajanja grešaka u DNA i produžavanje života stanica. U zdravim stanicama telomere djeluju kao zaštita koja onemogućuje da se tijekom dijeljenja stanica kromosomi na krajevima krivo prekopiraju.
Naime, to su mjesta gdje inače nastaje najviše grešaka. Telomere su produžeci kromosoma koji nemaju utjecaja na genom, a omogućuju da krajevi genskog materijala ne završavaju u samim rubovima. No telomere sa svakim ciklusom replikacije stanice postaju sve kraće, dok ne postanu toliko kratke da se stanica više ne može dijeliti.
Poremećaji u održavanju duljine telomera mogu dovesti do odumiranja stanica u tkivima i teških bolesti. Sindromi kratkih telomera dovode do preranog starenja i smrti. S druge strane iznimno duge telomere povezuju se s rakom.
Znanstvenici već godinama vide da su telomere u opasnim tumorima kože, poznatim kao melanomi, posebno duge kada se usporede s telomerama u drugim vrstama raka. "Postoji neka posebna veza između melanoma i održavanja telomera", rekao je Alder.
"Da bi se melanocit transformirao u rak, jedna od najvećih prepreka je da se ovjekovječi. Jednom kada to može učiniti, na dobrom je putu prema raku", dodao je.
Otkriće tajne mehanizma koji održava telomere
Za produljenje telomera, njihovu zaštitu od oštećenja i sprječavanje smrti stanica zaslužan je protein telomeraza. Telomeraza je neaktivna u većini stanica, no mnoge vrste raka koriste mutacije u genu TERT koje aktiviraju telomerazu i omogućuju stanicama da nastave rasti. Melanom je posebno poznat da čini upravo to.
Oko 75% tumora melanoma sadrži mutacije u genu TERT koje stimuliraju proizvodnju proteina i povećavaju aktivnost telomeraze. No kada su znanstvenici ranije pokušali mutirati TERT u melanocitima, nisu uspijevali proizvesti iste dugačke telomere kakve se vide u tumorima njihovih pacijenata. Ispostavilo se da su mutacije promotora TERT samo pola priče.
Pregledavajući baze podataka o mutacijama raka, Alderov laboratorijski tim otkrio je regiju u proteinu koji veže telomere zvanu TPP1, koja je često mutirana u tumorima melanoma.
Otkriće kije mijenja način na koji znanstvenici shvaćaju nastanak melanoma
Istraživanja Alderovog tima pokazala su da su mutacije u TPP1 bile nevjerojatno slične onima u TERT-u. One su bile smještene u novootkrivenoj promotorskoj regiji TPP1 i stimulirali su proizvodnju proteina. To je bilo uzbudljivo jer je odavno poznato da TPP1 stimulira aktivnost telomeraze.
"Biokemičari su više od desetljeća prije nas pokazali da TPP1 povećava aktivnost telomeraze u epruveti, ali nikada nismo znali da se to stvarno dogodilo klinički", rekao je Adler.
Kada je tim dodao mutirani TERT i TPP1 nazad u stanice, dva su proteina ušla u sinergiju i zajedno stvorila izrazito duge telomere vidljive u tumorima melanoma. TPP1 je bio faktor koji je nedostajao!
Ovo otkriće promijenilo je način na koji znanstvenici shvaćaju nastanak melanoma. No ono također ima potencijal poboljšati liječenje tumora. Identificirajući sustav održavanja telomera koji je jedinstven za tumore, znanstvenici su našli novu metu za liječenje.
Broj melanoma u svijetu je u porastu
Prema časopisu JAMA Dermatology iz 2022., broj slučajeva melanoma u svijetu bi do 2040. mogao porasti za 57%. Procjenjuje se da je u 2020. bilo 325.000 ljudi s dijagnozom melanoma te da je od njega u svijetu umrlo oko 50.000 ljudi.
Ako stope iz 2020. ostanu stabilne, procjenjuje se da će globalni teret melanoma do 2040. porasti na 510.000 novih slučajeva i 96.000 smrtnih slučajeva godišnje.
Glavni uzrok nastajanja melanoma je štetno UV zračenje. Od njega najviše obolijevaju ljudi svijetle puti jer u koži imaju najmanje melatonina koji štiti od UV zračenja. Jedan od glavnih razloga zabilježenog porasta broja slučajeva melanoma je to što sve više ljudi u svijetu ima mogućnost za turizam i rekreativne i sportske aktivnosti na otvorenom.
Na sreću, posljednjih je godina u liječenju melanoma ostvaren značajan napredak. Oko 90% ljudi s melanomom će preživjeti 5 ili više godina nakon dijagnoze, a više od 85% će preživjeti 10 ili više godina.