Znanstvenici su otkrili superučinkovit način da zaustave rak

Uvriježeno je mišljenje da rak počinje mutacijom DNK u stanicama. Ta mutacija omogućava stanici da se nekontrolirano dijeli, zaobilazeći prirodne kontrolne mehanizme u tijelu. Na kraju nastaje tumor, a neke se stanice odvajaju i šire u druge dijelove tijela.

No, posljednjih su godina znanstvenici otkrili nešto iznenađujuće - mutacije koje potiču rak česte su i u zdravom tkivu, onom koje se ne razvije u kancerogeno. Pojavljuju se u otprilike četvrtini zdravih stanica kože. Kod osoba srednje dobi više od polovice površine jednjaka i gotovo deset posto želučane sluznice prekriveno je stanicama s mutacijama koje inače potiču rak. Takve stanice potvrđene su i u mnogim drugim tkivima, uključujući debelo crijevo, pluća i jajnike.

Zašto te stanice, koje su "programirane" da postanu kancerogene, ne prerastaju u tumore, zagonetka je koju znanstvenici tek počinju razrješavati. Čini se da transformaciju mogu zaustaviti zdrave stanice u okolini, koje u svojoj DNK nose korisne mutacije. Ako bi se poticao rast tih zdravih stanica, onda bi to bila učinkovita strategija zaustavljanja raka.

Svijet pobjeđuje u borbi protiv raka

Ova nova otkrića o raku proizlaze iz boljeg razumijevanja rasta tkiva. Kada se stanice dijele, svaka nova stanica nastaje s jedinstvenim skupom slučajnih genetskih mutacija. U vanjskim slojevima organa poput jednjaka, kože i želuca one stanice koje su najbolje prilagođene okolišu postupno istiskuju slabije, koje se zatim odbacuju iz tkiva.

I stanice sklone nastanku raka mogu biti nadvladane. Istraživanja na miševima pokazala su da stanice sa specifičnim mutacijama mogu istisnuti susjedne stanice s mutacijama za koje se zna da povećavaju rizik od raka, kao i sićušne tumore s manje od 100 stanica. Ta borba za prostor i hranjive tvari može trajati godinama.

Iako se mutacije koje potiču rak često pojavljuju rano u životu, krvne pretrage na ljudima pokazale su da se broj stanica s takvim mutacijama - uključujući i one koje poslije mogu dovesti do raka - tijekom vremena naizmjence povećava i smanjuje. Poticanje rasta stanica s korisnim mutacijama, stoga, mogao bi biti način da se rak spriječi.

Rat stanica

Znanstvenici vjeruju da će takve stanice ojačati tako da uče od svojih protivnika.

Česta mutacija koje potiče rak javlja se u genu PIK3CA, koji inače regulira rast i preživljavanje stanica, a kada je promijenjen mutacijom, može izazvati prekomjerni rast tkiva. Phil Jones, istraživač u britanskom Wellcome Sanger Instituteu, sa svojim je timom otkrio da stanice s mutacijama u PIK3CA prolaze metaboličke promjene koje im pomažu da nadvladaju i istisnu zdrave stanice.

U pokusima na miševima, čiji su rezultati objavljeni u kolovozu 2024. u časopisu Nature Genetics, dr. Jones i njegov tim otkrili su da uobičajeni lijek protiv dijabetesa, metformin, može izazvati iste metaboličke promjene u stanicama jednjaka koje nisu mutirane.

Time što je izjednačio "utrku u naoružanju" između nezdravih i zdravih stanica, metformin je uspio zaustaviti rast stanica s PIK3CA mutacijama. Suprotno tome, kada su miševi hranjeni hranom s visokim udjelom masti, problematične su stanice bujale. Bile su brojnije kod osoba s pretilošću, što upućuje na to da bi mjere usmjerene na ovu bolest mogle spriječiti rak jednjaka.

Kako cigarete, alkohol i benzin financiraju europske ‘države blagostanja‘

Ovi su rezultati obećavajući. No, sastaviti sveobuhvatan popis štetnih i korisnih mutacija, velik je izazov. Jedan od razloga jest to što ljudsko (ili, uostalom, mišje) tijelo sadrži tisuće različitih tipova stanica, od kojih svaka ima različitu molekularnu "opremu" prilagođenu svojoj ulozi. Tako je jedna mutacija na drugom genu, za koju je utvrđeno da smanjuje rizik od raka jednjaka kod ljudi, u drugim istraživanjima pokazala da nema nikakav učinak na kožu.

Razmrsiti takve komplikacije zahtijeva opsežna laboratorijska testiranja. Srećom, tehnike za to stalno se usavršavaju. Još prije pet godina, testiranje uloge određene varijante gena uključivalo je uzgoj miševa kod kojih je DNK umjetno izmijenjen, a taj je mogao potrajati godinama. Danas istraživači koriste CRISPR, alat za uređivanje gena, kojim se mogu mijenjati točno određena mjesta na DNK slijedu unutar jedne stanice. "Možemo proučiti 15.000 gena u tri mjeseca od kojih se samo 20 ili 30 najzanimljivijih podvrgava daljnjoj detaljnoj analizi", kaže dr. Jones.

Korijen problema

Sva ova otkrića pomažu razjasniti još dublje pitanje: što uzrokuje da bezopasna stanica s oštećenom DNK preraste u potpuno razvijen kancerogeni tumor? Vanjski čimbenici svakako igraju važnu ulogu. Poznato je da onečišćenje zraka u gradovima oštećuje stanice i povezano je s većom učestalošću raka. Mnoge kemikalije - uključujući neke uobičajene onečišćivače u vodi za piće i sastojke u kozmetici - također se smatraju kancerogenima.

No tek je nedavno postalo jasnije kako ti kancerogeni obavljaju svoju štetnu ulogu.

U istraživanju objavljenom 2020. godine Allan Balmain sa Sveučilišta Kalifornija u San Franciscu i njegovi suradnici izvijestili su da su samo tri od 20 kemikalija za koje se zna ili sumnja da su kancerogene za ljude zapravo izazvale mutacije kod miševa; većina je, čini se, poticala rast tumora na druge načine. To, kaže dr. Balmain, sugerira da 80-90% kancerogena kojima su ljudi izloženi možda uopće ne uzrokuje mutacije.

Takvi kancerogeni, koji ne djeluju izravno preko mutacija, utječu na tijelo putem imunološkog sustava. Kada je izložen tim tvarima, organizam reagira upalom. Ako je izloženost česta, upala postaje kronična, a upravo takvo stanje potiče stanice s mutacijama da se razviju u tumore. Inače, upala je koristan mehanizam kojim se tijelo brani i liječi: imunološke stanice dolaze na mjesto ozljede, uklanjaju štetne tvari, bore se protiv infekcija i pomažu u obnovi tkiva. No, ako se upala stalno ponavlja zbog trajnih nadražujućih čimbenika - poput čestica zagađenog zraka u plućima - ona može početi oštećivati samo tkivo i tako otvoriti put nastanku tumora. Zbog toga se tumori često opisuju kao rane koje nikada ne zarastaju.

Izvori upale

Istraživanje objavljeno 2023. u časopisu Nature, koje je vodila skupina Charlesa Swantona iz londonskog Francis Crick Institutea, pokazalo je snažne dokaze da gradsko onečišćenje zraka uzrokuje rak pluća kod nepušača. U pokusima na miševima, zagađeni zrak izazvao je upalu u plućima, a to je potaknulo rast i širenje stanica s mutacijom tipičnom za rak pluća - sve dok se nisu oblikovali tumori. Znanstvenici su procijenili da bi već tri godine života u području s visokim razinama onečišćenja zraka (npr. uz prometne gradske ceste) mogle biti dovoljne da takve stanice prijeđu u fazu stvaranja tumora.

Kako AI proteini mijenjaju granice znanosti i medicine

Kronična upala povezana je i s ubrzanim širenjem stanica s opasnim mutacijama u drugim situacijama: kod želučanog refluksa, zbog izloženosti ultraljubičastom zračenju ili uslijed dugotrajne infekcije određenim bakterijama u probavnom sustavu, ističe Marnix Jansen sa Sveučilišnog koledža u Londonu.

Spoznaja da kronična upala može biti glavni okidač za razvoj raka natjerala je liječnike da preispitaju kako razmišljaju o prevenciji bolesti. Sve je više istraživača koji smatraju da se učinkovitija prevencija možda krije u fokusiranju na imunološki sustav, a ne samo na mutacije koje uzrokuju rak. Prvi je korak otkriti koja točno upalna molekula pokreće proces. U studiji dr. Swantona o onečišćenju zraka i raku pluća, primjerice, otkriveno je da protein imunološkog sustava nazvan interleukin-1ß potiče upalu koja pospješuje razvoj tumora. Kada su miševima davani lijekovi koji blokiraju interleukin-1ß, stvaranje tumora bilo je zaustavljeno čak i kada su životinje bile izložene zagađenom zraku.

Ova otkrića upućuju na to da bi budući lijekovi za prevenciju raka mogli pomoći tijelu da bolje kontrolira štetu koju mu, paradoksalno, nanosi vlastiti imunološki sustav. Takav pristup mogao bi donijeti veliku prekretnicu za ljude koji imaju povišen rizik od raka, primjerice one s nasljednim mutacijama poput oštećenih BRCA gena, bivše pušače ili osobe koje su već liječene od raka. Novi lijekovi mogli bi biti korisni i za ljude kod kojih postoje prekancerozna stanja, kao što su polipi u debelom crijevu ili promjene na dojkama i plućima koje još nisu postale zloćudne. Životni vijek se produljuje i kako raste udio oboljelih od raka tako će rasti i broj potencijalnih korisnika takvih terapija.