Feeling the heat – the link between inflammation and cancer
Ten wpis jest częścią 3 z 5 w serii Microenvironment
W 2019 roku sfinansowaliśmy międzynarodowy zespół, aby rozwikłać związek między stanem zapalnym a rakiem. Aby uzyskać więcej informacji na temat ich pracy, odwiedź nasz wpis na blogu.
Układ odpornościowy naszego organizmu tworzy tarczę obronną, z której każda siła bojowa byłaby dumna. Jedną z jego najpotężniejszych broni jest stan zapalny, starannie zaaranżowany manewr mający na celu wyeliminowanie wrogów, takich jak bakterie, zranione komórki i chemiczne substancje drażniące. Bez niego prawdopodobnie nie przetrwalibyśmy dłużej niż do wieku niemowlęcego.
Zapalenie ma jednak rozdwojenie jaźni – takie, które może siać spustoszenie u tych, którzy niefortunnie go doświadczają. Obecnie wiemy, że ciemna strona zapalenia jest potężną siłą w rozwoju nowotworów, gdzie wspomaga wzrost guzów i ich rozprzestrzenianie się po całym organizmie.
Hell hath no fury
Zacznijmy od tego, jak zapalenie działa w normalnych warunkach. Nasza skóra stanowi pierwszą linię obrony przed mikroskopijnymi najeźdźcami. Jednak gdy tylko ta bariera zostaje naruszona, rozpętuje się gniew układu odpornościowego – i robi się nieprzyjemnie.
Gdy bakterie i inne mikroby dostają się do organizmu przez otwartą ranę, komórki układu odpornościowego (często określane jako „białe krwinki”) pędzą do miejsca urazu, tworząc komitet powitalny z piekła rodem. Ta doskonale wyszkolona milicja natychmiast przystępuje do pracy, rażąc intruzów toksycznymi substancjami chemicznymi, dziurawiąc ich powierzchnię lub połykając ich w całości.
Z zewnątrz ten molekularny bandytyzm objawia się opuchlizną, gorącem, zaczerwienieniem i bólem – symptomami, które zna każdy, kto kiedykolwiek skaleczył się w kolano.
Jest to brutalne, ale szybko się kończy – musi, aby zminimalizować uboczne uszkodzenia zdrowych tkanek. Gdy wróg zostaje zjedzony i pokonany do poddania się, sygnały ponaglają zwycięskie komórki odpornościowe do powrotu do obozu bazowego. Do akcji wkraczają zespoły naprawcze i regeneracyjne, by kierować procesem gojenia. Naczynia krwionośne kiełkują. Tworzy się strup. Skóra się zrasta. A niedługo potem wraca spokój i wszystko wraca do normy.
The heat is on!
Choć nie jesteśmy w stanie bez niego żyć, zbyt wiele stanów zapalnych może spowodować poważne szkody. Przewlekły, uporczywy stan zapalny jest przyczyną wielu problemów zdrowotnych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów i łuszczyca. Po znalezieniu komórek odpornościowych w próbkach nowotworów Rudolf Virchow jako pierwszy zapytał, czy stan zapalny może również przyczyniać się do rozwoju raka.
Niestety, miał rację – wiele przewlekłych chorób zapalnych (takich jak zapalenie trzustki i choroba Crohna) może zwiększać ryzyko wystąpienia raka u danej osoby. A nowotwory spowodowane przez czynniki zakaźne (takie jak rak żołądka spowodowany zakażeniem bakterią Helicobacter pylori lub rak wątroby spowodowany zakażeniem wirusem zapalenia wątroby typu B lub C) charakteryzują się jedną cechą: przewlekłym stanem zapalnym.
W sprawie przeciwko zapaleniu dowody są potępiające.
Rudolf Virchow jako pierwszy powiązał zapalenie i raka
W tym miejscu robi się gorąco
Więc jak zapalenie prowadzi do raka? Oto obecny sposób myślenia.
Gdy maleńki guz zaczyna rosnąć z kilku zbuntowanych komórek, może wyłuskać wystarczającą ilość tlenu i składników odżywczych z otoczenia. Jednak w miarę powiększania się guza zapotrzebowanie zaczyna przewyższać podaż i sprawy zaczynają przybierać rozpaczliwy obrót.
W miarę walki o przetrwanie i gromadzenia coraz większej liczby błędów genetycznych komórki nowotworowe uwalniają sygnały chemiczne, które wabią komórki odpornościowe zwane makrofagami i granulocytami do infiltracji guza.
Komórki te wydzielają cząsteczki (zwane cytokinami), które pobudzają wzrost naczyń krwionośnych (angiogenezę), doprowadzających do guza niezbędny tlen i substancje odżywcze.
Inne cytokiny pobudzają wzrost czegoś w rodzaju komórkowej „poduszki” zwanej zrębem, na której opiera się guz. Tymczasem inne komórki zapalne rozpylają w guzie cząsteczki (wolne rodniki), które dodatkowo uszkadzają ich DNA. Zapalenie może również odpalić pistolet startowy dla przerzutów, produkując substancje chemiczne, które pomagają komórkom nowotworowym skubać cząsteczki wiążące je z otoczeniem.
W sumie, to jasne, że początkujące nowotwory porywają zapalenie i używają go do przyspieszenia postępu w kierunku pełnego raka. Jak skomentował to kiedyś jeden z naszych ekspertów:
Jeśli uszkodzenia genetyczne są zapałką, która rozpala ogień, zapalenie może być paliwem, które podsyca płomienie.
Stay cool, boy
Jak więc zmniejszyć temperaturę? Naukowcy, w tym nasz własny, pracują nad tym, jak stłumić stan zapalny, co znacznie utrudni rozkwit nowotworów. Włamują się oni do obwodów molekularnych kontrolujących stan zapalny, szukając sposobów na podkręcenie systemu za pomocą leków nowej generacji.
Ale co, jeśli moglibyśmy manipulować stanem zapalnym, aby zapobiec rozwojowi raka w pierwszej kolejności? Ostatnie wyniki sugerują, że odpowiedź może być inna niż nowej generacji. W rzeczywistości istnieje już od czasów Hipokratesa.
Kwas acetylosalicylowy, znany większości z nas pod nazwą handlową aspiryna, jest stosowany od ponad wieku do tłumienia stanów zapalnych, a obecnie istnieje szereg dowodów podkreślających jego potencjał w zapobieganiu nowotworom. Chociaż nadal nie wiadomo, kto, ile i jak długo powinien przyjmować aspirynę, staje się jasne, że blokowanie stanu zapalnego będzie odgrywać dużą rolę w zapobieganiu i leczeniu raka w przyszłości.
Rudolf Virchow nigdy się nie dowie, że jego praca zapoczątkowała całą dziedzinę badań nad rakiem, ale dzięki niemu walka z rakiem nabiera tempa.
Safia
- Poznanie sąsiadów – mikrośrodowisko guza
- Docieranie do korzeni nowotworowych naczyń krwionośnych
- Czuć ciepło – związek między zapaleniem a rakiem
- Chcę się uwolnić – mikrośrodowisko i przerzuty
- Dom z domu – jak komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się do nowych narządów