Istražujući mehanizme otpornosti stanica melanoma na protutumorske lijekove, znanstvenice s Instituta Ruđer Bošković (IRB) predvođene dr. sc. Andrejom Ambriović Ristov, u suradnji s kolegama sa Sveučilišta u Manchesteru, otkrile su novi stanični mehanizam koji povećava osjetljivost stanica melanoma na terapiju i smanjuje sposobnost metastaziranja tumorskih stanica. Ovo istraživanje otkriva specifične stanične proteine koji se mogu ciljati kako bi se poboljšala učinkovitost antitumorske terapije i smanjila sposobnost stanica za metastaziranje. Rezultati istraživanja objavljeni su u uglednom znanstvenom časopisu Cellular and Molecular Biology Letters (IF 8,3).
”Unatoč stalnom razvoju pametnih lijekova, klasični protutumorski lijekovi i dalje predstavljaju glavni način liječenja tumora. Međutim, genetska nestabilnost tumora često rezultira razvojem otpornosti na terapiju, a jedan od mehanizama povezan je s povećanjem molekula integrina na površini tumorskih stanica. Integrini ne samo da potiču otpornost na protutumorske lijekove, već i povećavaju pokretljivost tumorskih stanica, potičući metastaziranje. Stoga se integrini već dugi niz godina istražuju kao potencijalne mete za terapiju tumora,” objašnjava dr. sc. Andreja Ambriović Ristov, voditeljica istraživanja i dopisna autorica na radu.
Unatoč ohrabrujućim rezultatima predkliničkih in vitro istraživanja, lijekovi koji ciljaju integrine nisu se pokazali uspješnima u kliničkom okruženju, što ukazuje na nedovoljno poznavanje mehanizama njihovog djelovanja i razvoja otpornosti.
Otkrića i implikacije
Kako bi pobliže istražile ulogu integrina u stanicama melanoma, znanstvenice iz Laboratorija za staničnu biologiju i prijenos signala, Marija Lončarić mag. ing. biotechn., dr. sc. Nikolina Stojanović, dr. sc. Anja Rac Justament, dr. sc. Dragomira Majhen i studentica iz Belgije Kaatje Coopmans, pod vodstvom dr. sc. Andreje Ambriović Ristov, udružile su snage s profesorom dr. sc. Martinom J. Humphriesom i dr. sc. Jonathanom D. Humphriesom sa Sveučilišta u Manchesteru.
Naime, na površini stanica nalazi se molekula integrin αVβ5 koja, nakon što se veže za specifične proteine prisutne u okolini stanice (tzv. izvanstanični matriks), inicira stvaranje multimolekularnih adhezija koje služe za prihvaćanje stanice na taj okoliš. Te adhezije se nazivaju fokalne adhezije i sastoje se od velikog broja različitih proteina, njih 150 do 200, koji usklađeno povezuju izvanstanični okoliš s unutarstaničnom citoskeletom, posebno aktinskim citoskeletom. Stvaranje adhezija ima ključnu ulogu u regulaciji velikog broja različitih procesa unutar stanice i njima stanice ‘osjećaju’ svoj okoliš.
U središtu fokalnih adhezija nalaze se adaptorni proteini – talini. Postoje dvije varijante talina, talin1 i talin2, a razlika u njihovoj funkciji nije još u potpunosti razjašnjena u znanstvenoj literaturi. Zanimljivo, upravo talini povezuju fokalne adhezije s još jednom multimolekularnom strukturom u blizini membrane stanica, poznatoj kao kortikalni kompleks za stabilizaciju mikrotubula. Ovaj proteinski kompleks ima funkciju prenošenja mehaničkih sila na drugi tip unutarstaničnog citoskleta, mikrotubule, koji su također važni za regulaciju različitih procesa u stanici.
”Povezanost između fokalnih adhezija i kortikalnog kompleksa za stabilizaciju mikrotubula omogućena je vezom talina i KANK proteina. U stanicama čovjeka, KANK dolazi u čak četiri različite varijante (KANK1-4), a o specifičnoj ulozi svakog od njih se još uvijek malo zna. Npr. za KANK1 i KANK2 je pokazano da su važni u usklađivanju i koordinaciji dva važna dijela staničnog citoskleta, aktina i mikrotubula. Međutim, nije bilo jasno za koji se talin, talin1 ili talin2, vežu koji KANK proteini.
U našem staničnom modelu, pokazali smo da se talin2 iz fokalne adhezije, veže na KANK2 iz kortikalnog kompleksa za stabilizaciju mikrotubula, te ta veza djeluje kao posrednik između dva dijela citoskleta, aktina i mikrotubula, pomažući im da surađuju kako bi održale strukturu i funkciju stanice,” objašnjava doktorandica Marija Lončarić, prva autorica na radu te dodaje kako ”Ciljanje bilo talina2 ili KANK2 pomoću siRNA (čime se ovim proteinima smanjuje ekspresija tj. količina u stanici) povećava osjetljivost stanica na protutumorski lijek paklitaksel. Osim toga stanicama se takvom intervencijom smanjuje pokretljivost, što kad se radi o tumorskim stanicama zapravo znači smanjenje metastaziranja”, zaključuje Lončarić.
Potencijal za preciznije ciljanje meta za terapiju tumora
”Dosadašnja istraživanja na integrinima ukazala su na njihovu složenost kao ciljnih molekula za terapiju tumora, zbog niza mehanizama koji omogućuju stanici da preživi napad na integrine kao ciljne molekule. Naš cilj je pronaći tzv. nizvodne molekule od integrina s pretpostavkom da će njihovo ciljanje dati jednoznačniji odgovor te da će se u pacijenata pokazati kao bolje mete nego integrini. Možda su upravo talin2 i KANK2 takve ciljne molekule”, zaključuju znanstvenice.
Istraživanje je provedeno u okviru projekta Hrvatske zaklade za znanost ”Integrin αVβ5-povezane fokalne i retikularne adhezije u melanomu – AdMeFoRe” voditeljice dr. sc. Andreje Ambriović Ristov.
Dodatno, rad je dio doktorske disertacije Marije Lončarić, mag. ing. biotechn., dok je studentica iz Belgije Kaatje Coopmans, mag. biomed. sci. izradila svoj diplomski rad u sklopu ovog istraživanja.
Važnost međunarodne suradnje i konferencije Adhere1
”Objava našeg rada izvrstan je uvod u nadolazeću međunarodnu konferenciju Adhere1 koju naša grupa organizira od 6. do 9. rujna u Zadru. Ova konferencija označava početak serije konferencija posvećenih istraživanjima adhezije stanica, koji će se rotirati između Hrvatske, Grčke i Ujedinjenog Kraljevstva” naglašava dr. sc. Ambriović Ristov kojoj su se u organizaciji pridružili dr. sc. Vassiliki Kostourou iz Centra za biomedicinske znanosti Al Fleming u Ateni, Grčka i prof. dr. sc. Ben Goult sa Sveučilišta u Kentu, Ujedinjeno Kraljevstvo.
Konferenciju Adhere1 podržala je Europska organizacija za molekularnu biologiju (EMBO) putem pokrivanja troškova plenarnog predavača i EMBO člana, prof. dr. sc. Reinharda Faesslera. Povrh toga konferenciju je podržala organizacija ‘The Company of Biologist’ koja je osigurala i nekoliko stipendija za doktorande i poslijedoktorande. IRB je putem angažmana kolegice Ane Hant, certificirane stručnjakinje za organizaciju konferencija svakako prepoznat kao glavni organizator.
Zanimljivo je da njihov zlatni sponzor, Nikon, u Zadar donosi najnoviji model mikroskopa što svakako čini konferenciju još atraktivnijom.
”Očekujemo da će konferencija biti plodno tlo za razmjenu ideja i poticanje daljnjeg napretka u istraživanju adhezije stanica što bi se moglo iskoristiti za razvoj novih terapija ne samo za tumore nego možda i za neke druge bolesti” zaključili su organizatori.
Izvor: IRB
