Учени откриват връзка между митохондриите и рака


Илюстрация за делене на ракови клетки

Към 2022 г. се изчислява, че над 600 000 души умират от рак всяка година в Съединените щати.

Мултигенен експресионен подпис в тумори е свързан с агресивно заболяване и лоши резултати за пациентите и има потенциала да се превърне в генетичен биомаркер за рак.

Основният източник на енергия за човешката клетка, митохондриите, играят важна роля в метаболизма на раковите клетки. В проучване, публикувано наскоро в ПЛОС ЕДНОизследователи от цял ​​свят, включително Дарио К. Алтиери, доктор по медицина, президент и главен изпълнителен директор, директор на Центъра за ракови заболявания на Елън и Роналд Каплан и Робърт и Пени Фокс, заслужени професори в Института Wistar, са идентифицирали конкретен показателен генен подпис на митохондриално препрограмиране в тумори, което е свързано с лош изход за пациента.

Дарио Алтиери

Президент и главен изпълнителен директор на Wistar Institute д-р Дарио Алтиери. Кредит: Институтът Wistar

„Доколкото ни е известно, това е първият път, когато генен подпис на митохондриална дисфункция е свързан с агресивни ракови подтипове, резистентност към лечение и, за съжаление, ниски нива на преживяемост на пациентите. Въпреки че нашата работа се фокусира върху митохондриалния протеин Mic60 в този отговор, ние знаем, че дисфункционалните митохондрии обикновено се генерират по време на растежа на тумора, което предполага, че това е обща черта при рака“, казва Алтиери.

Това проучване е вдъхновено от по-ранна работа, изследваща ролята на протеина Mic60 в пролиферацията, подвижността и метастазите на туморни клетки. Mic60, известен също като митофилин или митохондриален протеин на вътрешната мембрана (IMMT), е ключов протеин, който е необходим за митохондриалната структура и следователно има въздействие върху митохондриалните функции и туморния метаболизъм.

Андрю Косенков, Ph.D., първи автор на доклада, асистент в програмата на Wistar за генна експресия и регулиране и научен директор на Института за биоинформатика, споделя: „След първоначалните открития за силната връзка на Mic60 при ниски нива при рак тъкани, бяхме любопитни дали можем да идентифицираме малък панел от гени на Mic60 надолу по веригата със специфични функции и дали сигнатурата на панела с ген Mic60-low има клинично значение – т.е. дали е свързана с клинични данни като преживяемост, подтипове рак, отговор на лечение и т.н. – и го направихме.“

Въоръжен с тези знания, екипът – заедно със сътрудници от Канада, Италия и Съединените щати – анализира туморни клетки от три независими кохорти пациенти с панкреатичен дуктален аденокарцином (PDAC). Те показаха, че 11-ген Mic60-low подпис е свързан с агресивно заболяване, локално възпаление, неуспех на лечението и съкратена преживяемост – в крайна сметка демонстрирайки клиничното значение на протеина. Следователно, генният подпис на Mic60-low може да се използва като прост инструмент или биомаркер за оценка на риска от рак за PDAC и потенциално други видове рак, включително глиобластом.

„Генните подписи могат да се използват, за да се получи представа за специфични качества на тумора“, обяснява Косенков. „Ако е широко разработено, тествано и валидирано, това [Mic60-low gene signature] може да бъде потенциален прост молекулярен инструмент на място за обслужване за прогнозиране на рак на панкреаса или стратификация на рисковете за пациентите и прогнозиране на отговора на лечението.

„Въпреки че широката приложимост на този нов генен подпис на Mic60-low със сигурност очаква допълнително потвърждение в по-големи популации пациенти, ние се надяваме, че този прост, лесно приложим молекулярен инструмент ще бъде от полза в клиниката за стратифициране на пациенти с по-висок риск от тежко и прогресивно заболяване ”, подробности Алтиери.

По отношение на бъдещите насоки, Косенков предполага, че изучаването на по-широки масиви от данни с обширна клинична информация, която не се ограничава до рак на панкреаса, но също и други злокачествени заболявания, може да помогне да се демонстрира приложимостта на 11-генния Mic60-low подпис при оценката на рисковете от рак.

Справка: „Митохондриална годност и риск от рак“ от Андрю В. Косенков, Андрю Милкарек, Файяз Нота, Гун-Хо Джанг, Джули М. Уилсън, Стивън Галингер, Даниел Куи Джоу, Ли Динг, Джагадиш С. Гош, Микела Перего, Анамария Мороти, Марко Локатели, Мари Е. Робърт, Валентина Вайра и Дарио К. Алтиери, 12 октомври 2022 г., ПЛОС ЕДНО.
DOI: 10.1371/journal.pone.0273520

Проучването е финансирано от Националния здравен институт и правителството на Онтарио.