Rak piersi jest dziś najczęściej diagnozowanym nowotworem na świecie.[1] Walka z nim wciąż trwa, a najważniejszą bronią jest wnikliwe poznanie wroga. W obliczu wielu różnych odmian raka piersi oraz ogromnej liczby czynników, które mogą zmniejszać skuteczność terapii stanowi to jednak wyzwanie dla współczesnej medycyny. Nietrudno wyobrazić sobie sytuację, w której pacjentka trafia do lekarza i zostaje poddana leczeniu, jednak nie daje ono oczekiwanych rezultatów, mimo że zostało dobrane indywidualnie. Z tego powodu tak ważne jest, by poznawać elementy wpływające na mikrośrodowisko raka, czyli otaczającą go sieć komórek i substancji pozakomórkowych.[2] To właśnie te elementy mogą sprawiać, że guz będzie odporny na jakąkolwiek terapię. Jednym z nich jest niedotlenienie, które stało się przedmiotem badań polskich naukowców z Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi: dr. hab. Markusa Düchlera, dr. Łukasza Pęczka, dr Karoliny Żuk oraz Zakładu Biologii Molekularnej Nowotworów Uniwersytetu Medycznego w Łodzi: dr n. med. Izabeli Zaleśnej, prof. dr hab. n. med. Arkadiusza Jeziorskiego i prof. dr hab. n. med. Małgorzaty Czyż. 

Pokonać układ odpornościowy

Układ odpornościowy rozpoznaje i eliminuje komórki rakowe – dlatego też, aby guz mógł się rozwijać, konieczne jest wyłączenie mechanizmów immunologicznych organizmu. Komórki nowotworowe wydzielają w tym celu białka, co z kolei skutkuje napływem komórek supresyjnych, takich jak limfocyty Treg, do mikrośrodowiska nowotworu.[3] To one bardzo skutecznie blokują przeciwnowotworowe reakcje układu odpornościowego, co pozwala rakowi piersi rozwijać się w sposób niekontrolowany. 

Kolejnym wyzwaniem dla układu odpornościowego jest duże zróżnicowanie mikrośrodowiska raka piersi. Badania wspomnianych naukowców z PAN oraz Uniwersytetu Medycznego w Łodzi na 33 pacjentkach z tym rodzajem nowotworu wykazały, że we wszystkich próbkach guzów stwierdzono niezwykle wysoką niejednorodność.[4] Oznacza to, że u każdej z pacjentek rak piersi – modyfikując swoje mikrośrodowisko – zwiększa jednocześnie własną złożoność, utrudniając skuteczne leczenie. Może do tego doprowadzać dzięki wielu różnym czynnikom, w tym niedotlenieniu.

Wpływ niedotlenienia na komórki nowotworowe

Niedotlenienie można nazwać cechą charakterystyczną nowotworów – występuje w tkankach nowotworowych u 90% guzów litych.[5] Przez wiele lat uważano je jednak za przypadkowy efekt uboczny gwałtownego wzrostu tkanki, neutralny dla rozwoju samego raka piersi. Kolejne badania, wśród których znalazły się również prace badawcze naukowców z Łodzi, prowadzą do zaskakujących wniosków. Okazuje się, że niedotlenienie guza nowotworowego jest dla niego wyjątkowo korzystne, zwiększa bowiem odporność na radioterapię i chemioterapię, zmienia funkcję komórek nowotworowych, stymulując je do odróżnicowania oraz sprzyja tworzeniu przerzutów. Obecny w mikrośrodowisku raka tlen, życiodajny dla człowieka gaz, staje się jego wrogiem.

W jaki sposób komórki nowotworowe raka piersi mogą przystosować się do warunków niedotlenienia? Jak wyjaśniają badacze z PAN i Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, adaptacja jest związana z aktywnością czynników HIF, które regulują odpowiedź komórkową na niskie ciśnienie tlenu. W nowotworach obserwuje się nadmierną aktywność właśnie tego białka, a to z kolei wpływa na hamowanie procesu wytwarzania komórek odpornościowych w organizmie pacjenta oraz potęguje wzrost guza. Naukowcy podkreślają, że celowanie w białka HIF może z tego względu nie tylko uwrażliwiać guzy piersi na promieniowanie i chemioterapię, ale także zakłócać osłabianie układu odpornościowego przez raka, a zatem zwiększać skuteczność terapii.

Jak wykorzystać to, co wiemy?

O raku piersi wiemy wciąż za mało. Badania jego mikrośrodowiska, takie jak to przeprowadzone przez Markusa Düchlera, Łukasza Pęczka, Karolinę Żuk, Izabelę Zaleśną, Arkadiusza Jeziorskiego i Małgorzatę Czyż są z tego względu niezwykle ważne – realnie zwiększają szansę na osiągnięcie oczekiwanych wyników danej terapii. Ponadto, są też istotnym środkiem rozwijającym polski rynek, dając polskim ośrodkom badawczym możliwość nawiązania strategicznych współprac z zagranicznymi przedsiębiorstwami, których wspólnym celem jest opracowanie najskuteczniejszych metod leczenia pacjentek z rakiem piersi. Potencjał polskich spółek, które wykorzystają wyniki tego typu projektów badawczych może zostać doceniony na całym świecie, a to pozwoli na dynamiczny rozwój polskiego sektora medycznego oraz krajowych biznesów medycznych.

Same wyniki tworzą bowiem przestrzeń dla całkiem nowych rozwiązań w obszarze terapii raka piersi. Niedotlenienie zmniejsza wrażliwość nowotworu na leczenie, natomiast w warunkach niedotlenienia dalszy rozwój raka zależny jest w dużym stopniu od HIF. Wykorzystanie w terapii podawania tlenu do mikrośrodowiska nowotworu czy prowadzenie dalszych badań nad możliwościami inaktywacji czynników HIF daje z tego powodu szansę na kontrolowanie tego wciąż niebezpiecznego dla kobiet na całym świecie wroga.

Bibliografia:

1. Current and future burden of breast cancer: Global statistics for 2020 and 2040, Melina Arnold, Eileen Morgan, Harriet Rumgay, Allini Mafra, Deependra Singh, Mathieu Laversanne, Jerome Vignat, Julie R. Gralow, Fatima Cardoso, Sabine Siesling, Isabelle Soerjomataram, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9465273/
2. Rola komórek układu odpornościowego w mikrośrodowisku nowotworów – fragm., Joanna Kopeć-Szlęzak, https://www.czytelniamedyczna.pl/4241,rola-komorek-ukladu-odpornosciowego-w-mikrosrodowisku-nowotworow.html
3. Limfocyty T regulatorowe i ich blokowanie w terapii przeciwnowotworowej, dr Agnieszka Góral, dr Angelika Muchowicz, prof. Jakub Golab, dr hab. Radosław Zagożdżon, dr Małgorzata Firczuk, http://www.stream.wum.edu.pl/pl/baza-wiedzy/195-limfocyty-t-regulatorowe-i-ich-blokowanie-w-terapii-przeciwnowotworowej
4. The heterogeneous immune microenvironment in breast cancer is affected by hypoxia-related genes, Markus Düchler, Łukasz Pęczek, Karolina Żuk, Izabela Zaleśna, Arkadiusz Jeziorski, Małgorzata Czyż, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0171298513001666?via%3Dihub
5. Hypoxia and metabolism. Hypoxia, DNA repair and genetic instability. Nat. Rev. Cancer 8, 180–192 (2008), Bristow, R. G. & Hill, R. P.

Eryka Klimowska

Profil

Bio:

A law student at the University of Warsaw, passionate about business, science and combining these two disciplines to effectively solve real problems on a large scale. Since childhood, I have participated in competitions both in the field of science and the humanities, which is why I do not like to describe myself as a "humanist" oraz "scientific" mind. I develop my interests as the president of a students business organization in Warsaw and a member of a Medical and Pharmaceutical Law Scientific Circle.