Czy komórka, która zaczęła już zmieniać się w nowotworową, może wrócić do stanu zdrowia? Brzmi jak science fiction, ale najnowsze badania naukowców z Korei Południowej pokazują, że taki scenariusz być może wcale nie jest niemożliwy.

Zespół prof. Kwang-Hyuna Cho z KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) opublikował w prestiżowym czasopiśmie Advanced Science wyniki badań, które mogą zmienić sposób myślenia o leczeniu raka. Naukowcy opisali istnienie tzw. molekularnego przełącznika – fragmentu sieci genetycznej komórki, który można aktywować w krytycznym momencie, tuż przed tym, jak zdrowa komórka zaczyna przekształcać się w nowotworową.

Jak działa ten „przełącznik”?

Każda komórka w naszym organizmie działa w oparciu o złożoną sieć genów, które wzajemnie się regulują – jedne uruchamiają procesy wzrostu, inne kontrolują naprawę uszkodzeń DNA czy śmierć komórki, gdy ta staje się wadliwa. W nowotworze ta równowaga zostaje zaburzona – część genów zostaje „włączona” na stałe, a inne „wyciszone”.

Zespół z KAIST opracował narzędzie o nazwie REVERT, które analizuje ogromne zbiory danych genetycznych z pojedynczych komórek (tzw. single-cell transcriptome) pochodzących z organoidów – miniaturowych modeli nowotworu jelita grubego hodowanych z tkanek pacjentów. Dzięki matematycznej analizie tzw. krajobrazu przyciągaczy (ang. attractor landscape), badacze zidentyfikowali moment przejścia – punkt krytyczny, w którym komórka zdrowa zaczyna przechodzić w stan nowotworowy.

Co istotne, w tym właśnie punkcie można, przynajmniej teoretycznie, odwrócić proces nowotworzenia, aktywując właściwe ścieżki genetyczne. Naukowcy nazwali ten mechanizm reversion switch – czyli „przełącznik odwracający”.

Odkrycie genu-strażnika

Analizy przeprowadzone przez zespół prof. Cho wykazały, że kluczową rolę w tym procesie może odgrywać gen USP7. To właśnie on został zidentyfikowany jako element centralny przełącznika, który kontroluje stabilność sieci genetycznej w komórkach jelita grubego.
W doświadczeniach na organoidach – trójwymiarowych strukturach przypominających miniaturowe fragmenty tkanki – naukowcy sprawdzili, co się stanie, gdy działanie tego genu zostanie zablokowane. Efekt zaskoczył nawet ich samych: komórki nowotworowe przestały się dzielić i zaczęły wykazywać cechy charakterystyczne dla zdrowych komórek jelita.

To pierwsze badanie, które w sposób ilościowy pokazuje, że istnieje w sieci genetycznej komórek rakowych pewien stan przejściowy – i że ingerencja w ten moment może prowadzić do „przywrócenia” komórek do normalności.

Nowy sposób myślenia o terapii raka

Dotychczasowe terapie onkologiczne koncentrowały się głównie na niszczeniu komórek nowotworowych – chirurgicznie, farmakologicznie lub poprzez napromienianie. Odkrycie zespołu prof. Cho sugeruje, że w przyszłości możliwe może być także „naprawianie” komórek, które dopiero zaczynają chorować – zanim nowotwór w pełni się rozwinie.
To zupełnie nowa koncepcja – nie atak, lecz regulacja i odwrócenie zaburzeń w sieci genetycznej.

Choć brzmi to obiecująco, badacze podkreślają, że na tym etapie jest to podejście eksperymentalne. Prace prowadzone były na modelach komórkowych i organoidach, a nie na pacjentach. Droga do ewentualnego zastosowania klinicznego będzie długa – wymaga potwierdzenia wyników w badaniach na zwierzętach, a potem w kontrolowanych próbach klinicznych.

Co dalej?

Sam prof. Cho zapowiedział kontynuację badań i poszukiwanie podobnych „przełączników” w innych typach nowotworów. W jego opinii, lepsze zrozumienie sieci genetycznych i dynamiki ich zmian może otworzyć zupełnie nowe ścieżki w medycynie personalizowanej. W przyszłości być może uda się opracować leki, które zamiast niszczyć komórki rakowe, będą je przywracać do zdrowego stanu.

Dla pacjentów onkologicznych to jeszcze nie konkretna terapia, ale z pewnością promyk nadziei – i dowód, że biologia systemowa może dostarczać zupełnie nowych narzędzi w walce z rakiem.