Ko srčni utrip ščiti: kako srce zavira rast tumorjev
V reviji Science je bila objavljena študija, ki jo je koordinirala Univerza v Trstu v sodelovanju z ICGEB in Kardiološkim centrom Monzino IRCCS: fizikalne sile, ki jih ustvarja srce, lahko zavirajo rast tumorjev v srčnem tkivu
Srčni utrip pomaga zavirati rast tumorjev v srčnem tkivu. To navaja mednarodna študija, objavljena v reviji Science, ki jo je koordinirala Univerza v Trstu v sodelovanju z Mednarodnim centrom za genski inženiring in biotehnologijo (ICGEB) ter Kardiološkim centrom Monzino IRCCS.
Raziskava z naslovom "Mechanical load inhibits tumor growth in mouse and human hearts" opozarja na doslej premalo raziskan vidik: fizikalne sile, ki delujejo v miokardu, ne omejujejo le uravnavanja srčne funkcije, ampak lahko vplivajo tudi na vedenje rakavih celic, kar lahko upočasni njihovo razmnoževanje.
V študiji sodelujejo partnerji iz Italije, Avstrije, Nemčije, Norveške in Združenega kraljestva, med njimi Evropski inštitut za onkologijo, Medicinska univerza v Innsbrucku, King’s College London, Univerzitetni medicinski center Hamburg-Eppendorf in Simula Research Laboratory v Oslu. Široka in povezana mreža je omogočila združitev eksperimentalnih, kliničnih, bioinženirskih in računalniških znanj.
Raziskava izhaja iz v medicini znanega opažanja, katerega mehanizmi pa so še vedno slabo razumljeni: v srcu se tumorji pojavljajo zelo redko, in tudi kadar pride do metastaz, so te ponavadi manjše kot v drugih organih. Raziskovalci so zato preučili, ali bi lahko ena od razlag ležala prav v mehanski naravi srčnega tkiva, ki je nenehno izpostavljeno krčenju, pritisku in deformaciji.
Za to so uporabili različne in inovativne eksperimentalne modele. Po eni strani so preučevali, kaj se zgodi, ko je srce z mehanskega vidika »razbremenjeno«: v teh pogojih se rakave celice razmnožujejo veliko bolj. Po drugi strani so uporabili srčno tkivo, ustvarjeno v laboratoriju, kjer je bilo mogoče prilagajati mehansko obremenitev in neposredno opazovati odziv rakavih celic. Rezultat je bil dosleden: ko srčno tkivo bije in ustvarja mehansko obremenitev, se rast tumorja upočasni; ko se ta dražljaj zmanjša, rakave celice ponovno začnejo rasti.
»Naši rezultati kažejo, da srčni utrip ni le fiziološka funkcija, ampak lahko deluje kot naravni zaviralec rasti tumorjev,« je dejala prof. Serena Zacchigna, profesorica molekularne biologije na Univerzi v Trstu in vodja laboratorija za kardiovaskularno biologijo na ICGEB. „To nakazuje, da je srčno okolje neugodno za rakave celice ne le zaradi imunoloških ali presnovnih razlogov, ampak tudi zato, ker njihovo neprekinjeno mehansko delovanje fizično omejuje njihovo širjenje.“
Prof. Giulio Pompilio, znanstveni direktor Kardiološkega centra Monzino IRCCS in profesor kardiokirurgije na Oddelku za biomedicinske, kirurške in zobozdravstvene znanosti Univerze v Milanu, je dodal: „Eden najbolj zanimivih vidikov te raziskave je, da je pokazala, da mehanske sile, ki uravnavajo delovanje srca in so znane po tem, da ustvarjajo okolje, ki je sovražno do njegove sposobnosti regeneracije, nasprotno pa imajo blagodejni biološki učinek pri zaviranju rasti tumorja. Morda gre za dve strani istega kovanca. Poleg tega se mi zdi pomembno poudariti, da je bilo to delo mogoče zahvaljujoč sodelovanju strokovnjakov iz različnih področij, od kardiologije, onkologije, bioinženirstva do bioinformatike“.
Najbolj zanimiv podatek se nanaša na raven, na kateri se ta učinek kaže. Raziskava namreč kaže, da se mehanske sile, ki jih izvaja srce, ne ustavijo na površini rakavih celic, ampak vplivajo tudi na nekatere notranje mehanizme, ki uravnavajo njihovo sposobnost razmnoževanja.
To je pomemben korak, saj konkretno povezuje mehansko dimenzijo celičnega okolja z epigenetsko regulacijo tumorja. Z drugimi besedami, srce naj ne bi bilo sovražno do rakavih celic le zaradi imunoloških ali presnovnih razlogov, ampak tudi zato, ker njihovo širjenje fizično omejuje že samo njegovo gibanje.
Drugi zelo pomemben element je zmožnost študije, da poveže temeljno raziskovanje in klinično opazovanje. Rezultati, pridobljeni v eksperimentalnih modelih, so bili namreč primerjani s človeškimi srčnimi metastazami, analiziranimi vzporedno z lezijami, lokaliziranimi v drugih organih istih pacientov. To je omogočilo preverjanje, da se molekularni podpis, opazovan v laboratoriju, odraža tudi v človeških vzorcih, kar krepi trdnost dela in njegov potencialni vpliv.
Raziskava odpira novo smer: ugotoviti, ali in kako bi se mehanske dražljaje v prihodnosti lahko izkoristile kot terapevtsko orodje v boju proti raku. Ideja, da bi »mehanska terapija« lahko dopolnjevala ali navdihnila nove strategije v onkologiji, je še v razvoju, vendar je načelo, ki izhaja iz študije, jasno: fizikalne sile niso zgolj okvir bolezni, ampak bi lahko predstavljale pomemben zaviralni dejavnik.
Celotna študija je objavljena v reviji Science.
