popularyzatorski opis rezultatów projektu

Nr wniosku: 169902, nr raportu: 13095. Kierownik (z rap.): dr hab. Krzysztof Stefan Książek
Analiza mechanizmu, mediatorów i sekwencji zdarzeń w aspekcie oceny pobudzającego wpływu
starzenia się ludzkiego mezotelium otrzewnowego na rozwój wewnątrzotrzewnowych przerzutów
komórek nowotworowych
Celem projektu było zdefiniowanie wzajemnych zależności między procesem starzenia się prawidłowych
komórek mezotelium otrzewnowego (HPMCs) a progresją komórek raka jajnika, trzustki i okrężnicy.
Według danych literaturowych, jama otrzewnowa jest głównym miejscem powstawania przerzutów tych
trzech typów nowotworów, natomiast oddziaływania między HPMCs a komórkami rakowymi uznawane są
za istotny element w procesie kolonizacji otrzewnej przez komórki rakowe. Badania prowadzono na
hodowlach komórkowych w warunkach in vitro oraz z wykorzystaniem zwierząt doświadczalnych in vivo.
W ujęciu szczegółowym zbadano, czy komórki nowotworowe mogą indukować w HPMCs tzw.
przedwczesne starzenia, a jeśli tak, to jakie są mediatory tego zjawiska i czy ma ono znaczenie dla rozwoju
pro-nowotworowych cech w starych HPMCs. Zbadano ponadto, czy komórki raka jajnika, trzustki i
okrężnicy wszczepione dootrzewnowo zwierzętom wraz ze starymi HPMCs przekształcają się w guz z
większą wydajnością niż te, podane w obecności komórek młodych.
Badania właściwe poprzedzone zostały optymalizacją warsztatu metodologicznego, w tym techniki
zbiórki tzw. medium kondycjonowanego z hodowli HPMCs i komórek nowotworowych, metody
dootrzewnowego wszczepiania myszom mieszanin komórkowych, metody bioluminescencyjnej wizualizacji
guzów rozwijających się w otrzewnej oraz techniki blokowania określonych mediatorów pronowotworowego działania starych HPMCs za pomocą metod chemicznych i biologii molekularnej.
Przeprowadzone badania pozwoliły wykazać, że komórki raka jajnika (linii A2780, OVCAR-3, SKOV-3),
lecz nie komórki raka trzustki (PSN-1) lub okrężnicy (SW480) wydzielają do środowiska czynniki o
charakterze rozpuszczalnym, które wywołują przyspieszone starzenie się HPMCs. Starzenie to manifestuje
się ograniczeniem potencjału podziałowego komórek, zanikiem połączeń międzykomórkowych (obniżeniem
ekspresji koneksyny 43) oraz aktywacją szlaku starzenia, zależnego od uszkodzeń DNA (wzrost częstości
występowania ognisk histonu γ-H2A.X i białka 53BP1). Ocena zdolności wydzielniczych komórek
rakowych ujawniła, że mediatorem ich działania w stosunku do HPMCs jest czynnik wzrostu hepatocytów
(HGF), którego działanie pro-starzeniowe nie zostało wcześniej opisane. Wśród szlaków sygnalizacyjnych,
związanych z powyższym działaniem HGF rozpoznano aktywację kinaz p38 MAPK, AKT i JNK oraz
czynnika transkrypcyjnego NF-κB. HPMCs starzejące się w odpowiedzi na działanie komórek raka jajnika,
jak również w odpowiedzi na działanie rekombinowanej formy HGF, przyjmowały fenotyp sprzyjający
wzmożonej adhezji, proliferacji i migracji komórek rakowych in vitro.
Pomimo, iż w odniesieniu do nowotworów przewodu pokarmowego, komórki rakowe okazały się nie
wpływać na starzenie się HPMCs, zaobserwowano odwrotną zależność, tj. wpływ starych HPMCs na
wewnątrzotrzewnowy rozwój raka okrężnicy. W przypadku komórek raka trzustki działania takiego nie
stwierdzono.
Analizując mechanizm wpływu starych HPMCs na rozwój guzów jajnika oraz okrężnicy w otrzewnej
mysiej stwierdzono, że w obu przypadkach proces ten przebiega wg odmiennego schematu. Odnośnie raka
jajnika, komórki nowotworowe poddane działaniu starych HPMCs przyjmowały fenotyp pro-angiogenny,
sprzyjający wytwarzaniu nowych naczyń krwionośnych i zaopatrywaniu guza w tlen. Z kolei w przypadku
komórek raka okrężnicy, działanie starych HPMCs polegało na zależnym od czynnika transkrypcyjnego NFκB oraz kinazy p38 MAPK pobudzeniu ich proliferacji, migracji, inwazyjności oraz przejścia epitelialnomezenchymalnego.
Podsumowując, projekt dostarczył wartościowych informacji na temat roli starych HPMCs w powstawaniu
wewnątrzotrzewnowych przerzutów komórek nowotworowych. Wskazał także na fakt, iż komórki
nowotworowe kolonizując otrzewną, w sposób aktywny zmieniają cechy bytujących tam komórek
prawidłowych, celem czego jest wytworzenie tzw. niszy metastatycznej, sprzyjającej kolejnym etapom
rozwoju guza.
Warto w tym momencie zwrócić uwagę, że częstość powstawania przerzutów nowotworowych do jamy
otrzewnej rośnie wraz z wiekiem. Wykazany w tym projekcie wpływ starzenia się HPMCs na
wewnątrzotrzewnową inwazyjność komórek nowotworowych rzuca zatem nowe światło na niejasny
dotychczas patomechanizm zajęcia otrzewnej przez komórki rakowe u osób starszych. Identyfikacja szeregu
mediatorów tych oddziaływań, zarówno pochodzenia mezotelialnego, jak i nowotworowego, być może
pozwoli w przyszłości na wykorzystanie ich jako potencjalnych celów w prewencji i terapii zmian
nowotworowych w obrębie jamy otrzewnej.