Enligt Världshälsoorganisationen (WHO) avled 10 miljoner människor till följd av cancer år 2022. Trots stora framsteg inom forskning och behandlingar, förblir cancer en av de mest utmanande sjukdomarna att bota. Men en ny studie, ledd av forskare vid Texas A&M University, antyder nu att lösningen på cancergåtan kan ligga i cellernas mikroskopiska värld.
Under ledning av Samere Zade, doktorand i biomedicinsk teknik, och Ting-Ching Wang, doktorand i kemiteknik, har forskare vid Texas A&M University gjort banbrytande upptäckter om mekanismerna bakom cancerprogression. Deras nyligen publicerade resultat i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications belyser hur den mekaniska styvheten i mikromiljön kring cancerceller, kan påverka cellkärnans struktur och funktion, vilket i sin tur främjar tumörtillväxt.
En ny syn på cancerceller
När en cell möter en styv yta eller ett hårt omgivande matrix, påverkas cellens inre struktur, inklusive cellkärnan. En viktig komponent i detta är kärnlaminan – ett nätverk av proteiner som ger cellkärnan dess form och stabilitet. Forskarna bakom den nya studien fann att när cellen breder ut sig på den styva ytan, sträcks dess cellkärnas lamina ut och blir stram, vilket i sin tur förändrar kärnans mekaniska egenskaper. Detta leder till att ett protein kallat YAP (yes-associated protein), som normalt styr celltillväxt och proliferation (överdriven och okontrollerad delning av cancerceller), transporteras till kärnan. Väl i kärnan kan YAP sedan aktivera signalvägar som leder till snabbare celldelning, en process som är central för tumörtillväxt.
ANNONS FÖR LEXLY
– Förmågan hos styva matriser att påverka kärnspänning och reglera YAP-lokalisering kan hjälpa till att förklara varför tumörer blir mer aggressiva och kanske till och med resistenta mot behandling i förtjockade vävnader, säger Zade i ett pressmeddelande.
Lamin A/C: En central spelare
De nya fynden bygger på en tidigare upptäckt där samma forskargrupp kunde visa att cellkärnan beter sig som en vätskedroppe, en egenskap som bidrar till dess funktion och stabilitet. Den forskningen visade också att proteinet lamin A/C, som finns i kärnlaminan, är avgörande för att upprätthålla cellkärnans ytspänning. I den senaste studien upptäckte forskarna att minskade nivåer av lamin A/C gör cellerna mindre känsliga för förändringar i vävnadens styvhet. Detta i sin tur minskar YAP:s förmåga att lokalisera sig till kärnan, vilket resulterar i långsammare cellproliferation.
ANNONS FÖR MATHEM
– Att minska lamin A/C gjorde cellerna mindre känsliga för styvheten i omgivningen, vilket minskade YAP:s förflyttning till kärnan och bromsade celltillväxten, förklarar Zade.
Framtida behandlingsmöjligheter
Forskarna ser stor potential i att använda de nya fynden som grund för att utveckla nya behandlingsmetoder mot cancer. Genom att rikta in sig på de mekaniska processer som styr tumörcellernas beteende, som till exempel att mjuka upp den stela vävnaden runt tumören, hoppas de kunna störa de signalvägar som driver tumörtillväxt och därmed bromsa cancerprogressionen.
ANNONS FÖR WELLOBE
– Om vi kan utveckla läkemedel som mjukar upp vävnadens styvhet, kan vi potentiellt hindra cancercellerna från att växa och sprida sig. Lamin A/C och andra komponenter i cellkärnan kan då komma att bli viktiga mål för framtida cancerbehandlingar, säger Zade.
Publikation
Ting-Ching Wang, Samere Abolghasemzade, Brendan P. McKee, Ishita Singh, Kavya Pendyala, Mohammad Mohajeri, Hailee Patel, Aakansha Shaji, Anna L. Kersey, Kajol Harsh, Simran Kaur, Christina R. Dollahon, Sasanka Chukkapalli, Pushkar P. Lele, Daniel E. Conway, Akhilesh K. Gaharwar, Richard B. Dickinson, Tanmay P. Lele. Matrix stiffness drives drop like nuclear deformation and lamin A/C tension-dependent YAP nuclear localization. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-54577-4
Ta del av mer spännande forskning här.
