Kanker: Ilmuwan mengungkap cara meningkatkan radioterapi
Para ilmuwan baru-baru ini mengidentifikasi jalur molekuler yang menghubungkan pergerakan pusat penghasil energi, atau mitokondria, dalam sel kanker dengan resistensi terhadap radioterapi. Ini, kata mereka, dapat mengarah pada pengobatan kanker yang lebih baik.
Meskipun penelitian sebelumnya telah mengungkapkan bahwa jalur - disebut Arf6-AMP1-PRKD2 - memainkan peran kunci dalam invasi kanker, hubungannya dengan resistensi pengobatan masih belum jelas.
Dengan mempelajari sel kanker payudara yang agresif, para ilmuwan di Universitas Hokkaido di Jepang menemukan bahwa Arf6-AMP1-PRKD2 mengontrol pergerakan mitokondria di dalam sel.
Makalah terbaru yang ditampilkan di jurnal Komunikasi Alam menjelaskan pekerjaan mereka.
Jalur ini memungkinkan mitokondria untuk "menyebar" dan bergerak menuju perimeter sel, yang meningkatkan invasi kanker.
Tim memperhatikan bahwa pemblokiran jalur menyebabkan struktur penghasil energi berkumpul di tengah sel. Di sana, mitokondria mulai memproduksi dan melepaskan molekul kaya oksigen yang tidak stabil dalam jumlah berlebihan yang dikenal sebagai spesies oksigen reaktif (ROS).
Molekul ROS adalah pedang bermata dua dalam kanker; sampai tingkat tertentu, mereka mendorong invasi kanker, tetapi bila jumlahnya berlebihan, mereka membunuh sel-sel kanker.
ROS, gerak mitokondria, dan integrin
Salah satu alasan mengapa radioterapi - yang menggunakan radiasi pengion - dapat mengecilkan atau menghilangkan tumor adalah karena radioterapi meningkatkan produksi ROS di dalam sel kanker.
Namun, beberapa kanker menjadi resisten terhadap radioterapi dan perawatan lain yang bekerja dengan meningkatkan ROS dalam sel kanker karena sel mengembangkan toleransi terhadap molekul.
Studi ini bukan yang pertama menemukan bahwa mitokondria bergerak di dalam sel. Diketahui bahwa gerakan ini terjadi dalam berbagai keadaan. Ketika sel darah putih, misalnya, bergerak menuju target - seperti patogen atau agen yang berpotensi berbahaya - mitokondria mereka akan terkumpul di bagian belakangnya.
Sebaliknya, dalam sel kanker invasif, "pembangkit tenaga" berkumpul di tepi utama sel.
Protein yang disebut integrin juga tampaknya terlibat dalam invasi kanker. Protein biasanya berada di membran sel dan membantu menempelkan sel ke matriks zat yang mengelilingi sel dan menyatukan jaringan.
Studi baru ini melihat lebih dalam bagaimana ROS, dinamika mitokondria dalam sel, dan integrin dapat dihubungkan pada kanker invasif.
Menyelidiki kaitannya dengan kanker invasif
Para peneliti melakukan serangkaian percobaan pada sel kanker payudara invasif. Mereka melacak produksi ROS dan pergerakan mitokondria dalam sel dengan menandai berbagai molekul dengan penanda fluoresen.
Mereka kemudian memblokir molekul tertentu yang terkait dengan invasi kanker dan mengamati apa yang terjadi dengan mekanisme ini. Beginilah cara mereka mengidentifikasi jalur Arf6-AMP1-PRKD2.
Hasilnya mengungkapkan bahwa jalur tersebut membantu mendaur ulang integrin dalam sel kanker, menyebabkannya membentuk "kompleks adhesi" di membran sel. Akhirnya, ini memicu pergerakan mitokondria ke tepi sel.
Memblokir jalur, bagaimanapun, membuat mitokondria berkumpul di tengah sel kanker, bukan di tepi dan mengurangi invasi.
Tim kemudian menunjukkan bahwa berkumpul di pusat inilah yang menyebabkan mitokondria menghasilkan molekul ROS dalam jumlah berlebihan, yang membunuh sel.
Menurut penulis, "Temuan ini menunjukkan hubungan molekuler baru antara pergerakan sel dan dinamika mitokondria, yang tampaknya penting untuk aktivitas invasif dan toleransi terhadap ROS dari kanker yang sangat invasif."
Mereka menyimpulkan:
“Temuan kami juga dapat mengarah pada strategi baru untuk meningkatkan kemanjuran terapi kanker yang dimediasi ROS, seperti [radioterapi].”
