Μαγιά μπύρας και καρκίνος: Τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες

Οι επιστήμονες της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια και οι συνεργάτες τους στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL), στη Γερμανία, αποκαλύπτουν μια πρωτόγνωρη προσαρμογή που βοηθά τα κύτταρα της μαγιάς να αδρανοποιούνται όταν τα θρεπτικά συστατικά είναι ελάχιστα.

Αυτή η ικανότητα να πέφτουν σε «χειμερία νάρκη» κατά τη διάρκεια της πείνας, αντικατοπτρίζει την ικανότητα του καρκίνου να επιβιώνει από την έλλειψη θρεπτικών συστατικών που συνοδεύει την ανεξέλεγκτη ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων.

Τα απροσδόκητα ευρήματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες στρατηγικές που θα καταστήσουν τα καρκινικά κύτταρα πιο ευάλωτα στην ασιτία και πιο εύκολα θεραπεύσιμα, δήλωσε ο ερευνητής Ahmad Jomaa από το Τμήμα Μοριακής Φυσιολογίας και Βιολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια.

«Τα κύτταρα μπορούν να κάνουν ένα διάλειμμα όταν τα πράγματα δυσκολεύουν, μπαίνοντας σε βαθύ ύπνο προκειμένου να παραμείνουν ζωντανά, και σε μεταγενέστερο στάδιο φαινομενικά απλά επιστρέφουν. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πρέπει να κατανοήσουμε τα βασικά στοιχεία της προσαρμογής στην πείνα και πώς αυτά τα κύτταρα μπαίνουν σε λήθαργο για να παραμείνουν ζωντανά και να αποφύγουν τον θάνατο», δήλωσε ο Jomaa.

Επιβίωση από το στρες

Ο ζυθοσχιζοσακχαρομύκητας (S. pombe) είναι ένα είδος μύκητα που χρησιμοποιείται εδώ και αιώνες για την παρασκευή μπύρας. Παράλληλα, αποτελεί ένα πολύτιμο ερευνητικό εργαλείο για τους επιστήμονες λόγω της ομοιότητάς του με τα ανθρώπινα κύτταρα. Κατανοώντας καλύτερα τον συγκεκριμένο μύκητα, μπορούμε να κατανοήσουμε και τις θεμελιώδεις κυτταρικές διεργασίες τόσο στα υγιή όσο και στα καρκινικά κύτταρα.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι όταν οι μπαταρίες των κυττάρων της μαγιάς πέφτουν σε χειμερία νάρκη για να αποφύγουν το στρες, τυλίγονται σε μια κουβέρτα. Οι επιφάνειες αυτών των μπαταριών, που ονομάζονται μιτοχόνδρια, επικαλύπτονται με απενεργοποιημένα ριβοσώματα, κυτταρικούς μηχανισμούς που φυσιολογικά φτιάχνουν πρωτεΐνες.

Παραμένει μυστήριο γιατί αυτά τα ανενεργά ριβοσώματα προσκολλώνται στα μιτοχόνδρια.

«Θα μπορούσαν να υπάρχουν διαφορετικές εξηγήσεις. Ένα πεινασμένο κύτταρο θα αρχίσει τελικά να τρώει τον εαυτό του, οπότε τα ριβοσώματα μπορεί να καλύπτουν τα μιτοχόνδρια για να τα προστατεύσουν. Μπορεί επίσης να προσκολλώνται για να πυροδοτήσουν έναν καταρράκτη σημάτων στο εσωτερικό των μιτοχονδρίων», αναφέρουν οι επιστήμονες.

Οι ερευνητές κατάφεραν να απεικονίσουν τον τρόπο με τον οποίο τα ριβοσώματα προσκολλώνται στα μιτοχόνδρια μέχρι το μοριακό επίπεδο χρησιμοποιώντας εκπληκτικά ισχυρή κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία (μέθοδο που επιτρέπει την παρατήρηση κυττάρων και βιολογικών μορίων χωρίς σταθεροποίηση και χωρίς χρώση) και κρυοηλεκτρονική τομογραφία (εργαλείο μελέτης του εσωτερικού των κυττάρων).

Με έκπληξη ανακάλυψαν ότι τα ριβοσώματα είχαν προσκολληθεί «ανάποδα», χρησιμοποιώντας μια μικρή υπομονάδα της ανατομίας τους. Αυτό το είδος αλληλεπίδρασης δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ πριν και θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκρυπτογράφηση του μυστικού του πώς τα κύτταρα εισέρχονται και ξυπνούν από την αδράνεια.

«Γνωρίζαμε ότι τα κύτταρα θα προσπαθήσουν να εξοικονομήσουν ενέργεια και να κλείσουν τα ριβοσώματά τους, αλλά δεν περιμέναμε ότι θα προσκολληθούν σε ανάποδη θέση στα μιτοχόνδρια», δήλωσε ο Maciej Gluc, συγγραφέας νέας επιστημονικής δημοσίευσης που περιγράφει την ανακάλυψη.

Τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν να παίξουν σημαντικό ρόλο στην κατανόηση του καρκίνου. Τα καρκινικά κύτταρα αντιμετωπίζουν διαρκή έλλειψη θρεπτικών συστατικών λόγω της ανεξέλεγκτης ανάπτυξής τους και συχνά πέφτουν σε λήθαργο ή «κατάσταση ηρεμίας» για να επιβιώσουν και να διαφύγουν την ανίχνευση από το ανοσοποιητικό μας σύστημα.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το κάνουν αυτό, θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους στόχευσης των καρκινικών κυττάρων για τη βελτίωση της πορείας της υγείας των ασθενών και την πρόληψη των υποτροπών.

«Μελλοντικός στόχος μας είναι να κατανοήσουμε πώς τα κύτταρα ρυθμίζουν την είσοδο σε λήθαργο αλλά και πώς ξυπνούν από αυτόν τον βαθύ ύπνο. Προς το παρόν, θα χρησιμοποιήσουμε μαγιά επειδή είναι πολύ πιο εύκολο να τη χειριστούμε. Τώρα το διερευνούμε και σε εργαστηριακά καρκινικά κύτταρα, κάτι που δεν είναι εύκολη υπόθεση», δήλωσε ο Jomaa.

«Τελικά, ελπίζω ότι η έρευνα θα θέσει τα θεμέλια για την ανακάλυψη νέων δεικτών για την παρακολούθηση των αδρανών καρκινικών κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα δεν ανιχνεύονται εύκολα, αλλά ελπίζουμε ότι η έρευνά μας θα προκαλέσει μεγαλύτερο ενδιαφέρον για να μας βοηθήσει να επιτύχουμε τον στόχο μας», καταλήγει.

Τα ευρήματα δημοσιεύονται στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Communications.