Počátek experimentu. Nádorové buňky nevykazují žádné známky abnormalit.

Buňka se přibližuje k druhé buňce, lehce se vzájemně dotýkají, až jedna z nich vstoupí do druhé. Vzniká „buňka v buňce“, o které se dříve vědci domnívali, že je projevem kanibalismu – tedy že jedna buňka pohltí druhou, která umírá. Výzkumníkům z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity se však podařilo zjistit a na unikátních záznamech zdokumentovat, že v mnoha případech jde o opačný proces – nádorové buňky spolu spolupracují. Při tzv. entóze je aktivnější ta buňka, která do druhé buňky „vstupuje“ a činí tak vlastně dobrovolně. Vzniká tím nádorová buňka, která využívá vlastnosti a schopnosti obou svých částí a která je natolik zákeřná, že dokáže odolávat všem doposud známým možnostem léčby rakoviny.

Tým Masarik Cancer Research Lab z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity. Zleva: Jaromír Gumulec, Martina Raudenská, Michal Masařík a Jan Balvan.

Nezničitelné buňky

„Náš výzkum v podstatě přináší špatnou zprávu – zjistili jsme, že v těle nemocného mohou být nádorové buňky, které nezničí ani nejagresivnější forma léčby. Na druhou stranu věříme, že tento průlomový poznatek poslouží například právě k vývoji nových léčebných strategií v onkologii,“ uvedl Michal Masařík, vedoucí výzkumného týmu z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, kde výzkum téměř tři roky probíhal.

Na podivné případy buněk, které se nacházejí uvnitř jiných buněk, naráželi vědci už několik let. Doposud se ale nevědělo, jak a proč k tomu vůbec dochází. Výzkumníci se proto mylně domnívali, že jde o kanibalismus, při kterém jedna z buněk umírá. Chybně předpokládali, že takový proces je pro organismus nemocného člověka prospěšný, protože se jím nádorové buňky vzájemně redukují.

V průběhu prvních dvaceti hodin působení agresivní léčby dochází k postupné smrti buněk na okraji zorného pole, dvě buňky uprostřed spolu „komunikují“ prostřednictvím výběžků buněčné membrány.

Unikátní holografický mikroskop

Že je tento proces naopak pro člověka velmi nebezpečný, zjistili vědci z Masarykovy univerzity díky nové technologii holografického mikroskopu Q-PHASE, který vznikl ve spolupráci Vysokého učení technického a brněnské firmy Tescan. Takových mikroskopů je po celém světě zatím jen pět.

V průběhu dvacáté hodiny začíná proces tzv. entózy, buněčného splývání. Nádorové buňky v okolí jsou již neživé.

„Udělali jsme několik desítek 48hodinových časosběrných experimentů. Současně jsme ve 2hodinových intervalech prováděli pokus standardními molekulárně biologickými a biochemickými metodami, kdy jsme zkoumali, jak se budou buňky chovat ve velmi stresovém prostředí v přítomnosti látky, která funguje podobně jako chemoterapie. Zjistili jsme, že mezi nádorovými buňkami je schopnost entózy poměrně rozšířená – je to asi 3procentní pravděpodobnost. Pokud pak spolu začnou buňky dobře spolupracovat, spojí svůj genetický materiál a mohou využívat vlastnosti obou buněk. Zvyšuje se tak pravděpodobnost, že buňka přežije velmi nepříznivé podmínky,“ vysvětlil člen výzkumného týmu Jan Balvan.

Potvrdily to i výsledky testů. Buňky spojené entózou vydržely v krajně nepříznivém prostředí pod mikroskopem žít o 8 hodin déle než ostatní buňky a stejně jako u buněk, které vědci drželi ve stresových podmínkách, docházelo k nárůstu vícejaderných buněk a obnově populace.

Proč se rakovina vrací

Splynutím svou buněk procesem entózy vzniká vícejaderná buňka. Ta dokáže přežít v nehostinném prostředí výrazně déle než okolní buňky.

„Tyto buňky jsou navíc velmi adaptabilní. Mají velké množství chromozomů a mohou se tak dobře měnit podle toho, jaké stresové podmínky přicházejí,“ doplnila výzkumnice Martina Raudenská. Takovým způsobem odolávají buňky v těle i velmi agresivním léčbám a jsou často důvodem, proč se rakovina pacientům vrací. Mají schopnost metastazovat, tedy odpojit se od nádoru a přemístit se do jiné části těla, kde mohou nějaký čas hibernovat nebo se „schovat“ do další buňky a čekat, než pro ně budou podmínky v těle příhodnější. Právě v takových případech se rakovina pacientům vrací.

Existuje řešení? „Je to hudba vzdálené budoucnosti, ale cestou je určitě personalizovaná medicína. Každá nádorová buňka je specifickým živým organismem a nádor je v podstatě takovým ekosystémem, kde je nejprve nezbytné odhalit, jak funguje a co jej může narušit. V budoucnu snad bude možné zkoumat vzorky z biopsie pacienta, který je ještě před léčbou, a vyzkoušet na nich léčbu na nečisto. Zjistili bychom, jak buňky reagují a jestli pod stresem nevyužívají některé mechanismy rezistence – např. právě entózu. Podle toho by pak lékaři mohli zvolit doplňkovou terapii tak, aby se těmto situacím zamezilo,“ uvedl Jaromír Gumulec, další vědec z výzkumného týmu.

Jak dál?

Poznatky výzkumného týmu Masarykovy univerzity vydal na konci loňského roku prestižní vědecký časopis PLOS one. V nejbližší budoucnosti by na ně mohly vědecké instituce navázat vývojem nových léčiv nebo studiem molekulárních mechanismů, které by odhalily, proč a jak k procesu entózy vůbec dochází. Výzkumníci z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity teď mají v plánu zkoumat, jakým způsobem na sebe vzájemně reagují a zda jsou také schopny podobné „spolupráce“ nádorové buňky s buňkami imunitního systému.

Prameny
https://www.med.muni.cz/masariklab/
https://www.facebook.com/MasarikLab/