Bagaimana keasaman tumor membantu penyebaran kanker?
Dengan menyelidiki apa yang terjadi pada sel-sel di daerah asam tumor, para ilmuwan telah menemukan informasi baru tentang invasi dan penyebaran kanker. Penemuan ini dapat mengarah pada pengobatan yang lebih baik untuk tumor agresif.
Para peneliti di Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge menemukan bahwa asam, atau pH rendah, daerah tumor mengubah ekspresi gen dalam sel kanker dengan cara yang membuatnya lebih agresif.
Di makalah yang muncul di jurnal Penelitian kanker, mereka menjelaskan bagaimana, dengan mengurangi keasaman tumor, mereka mampu membalikkan proses pada tikus.
“Asidosis tumor,” kata penulis studi pertama Nazanin Rohani Ph.D., yang merupakan peneliti pascadoktoral di Institut Koch untuk Penelitian Kanker Integratif di MIT ketika dia menyelesaikan penelitiannya, “memunculkan ekspresi molekul yang terlibat dalam invasi sel dan migrasi.
"Pemrograman ulang ini, yang merupakan respons intraseluler terhadap penurunan pH ekstraseluler, memberi sel kanker kemampuan untuk bertahan dalam kondisi pH rendah dan berkembang biak."
Metastasis dan lingkungan tumor
Metastasis adalah proses kompleks di mana sel kanker menjadi bergerak, melepaskan diri dari tumor primer, menyerang jaringan di sekitarnya, bermigrasi, dan kemudian membentuk tumor sekunder di bagian tubuh lainnya.
Sekitar 9 dari 10 semua kematian akibat kanker "terkait dengan metastasis." Tanpa metastasis, kanker akan menjadi penyakit yang jauh lebih mudah ditangani dan tidak terlalu parah.
Ada suatu masa ketika para ilmuwan percaya bahwa potensi tumor untuk bermetastasis hanya bergantung pada perubahan pada sel-sel kanker.
Namun, sejak itu, para peneliti telah mempelajari bahwa "perkembangan kanker ganas" juga bergantung pada sel kanker yang berpartisipasi dalam "jaringan interaksi yang rumit" dengan bagian lain dari jaringan yang mengelilinginya, atau lingkungan mikro tumor.
Sekarang ada pemahaman yang baik di antara para ilmuwan bahwa tumor bukan hanya kumpulan sel kanker yang menggandakan diri, tetapi "makhluk hidup", yang terdiri dari berbagai jenis sel. Faktanya, kompleksitas jaringan tumor “bahkan bisa melebihi” kompleksitas jaringan sehat.
Studi yang dilakukan oleh Dr. Rohani dan rekan-rekannya menambah pengetahuan yang berkembang tentang lingkungan mikro tumor dan kontribusinya terhadap metastasis.
Memetakan keasaman tumor
Penelitian sebelumnya telah menetapkan bahwa keasaman dalam lingkungan mikro tumor memiliki efek kuat pada invasi kanker. Namun, yang tidak jelas adalah bagaimana keasaman bervariasi pada tumor, dan bagaimana hal itu dapat mengubah gen untuk membuat sel tumor lebih invasif.
Sebelum studi baru-baru ini, pandangan yang umum adalah bahwa keasaman tinggi pada tumor terjadi terutama di daerah yang kekurangan oksigen dengan suplai darah yang buruk.
Untuk penyelidikan mereka, para peneliti MIT menggunakan "probe pH" untuk memetakan keasaman pada tumor kanker payudara pada tikus.
Ketika probe pH mendeteksi sel dalam lingkungan asam, ia memasukkan molekul protein kecil ke dalam membran sel. Dengan cara ini, para peneliti dapat menandai dan mengidentifikasi sel di daerah asam tumor.
Yang mengejutkan, tim menemukan bahwa daerah asam tidak hanya ada di kantong hipoksia, atau kekurangan oksigen, di dalam tumor. Permukaan tumor - di mana mereka terhubung ke stroma, atau "jaringan struktural" yang mengelilinginya - juga mengandung daerah asam.
Penemuan ini menunjukkan bahwa kekurangan oksigen bukanlah alasan utama keasaman pada tumor. Pada penyelidikan lebih dekat, para ilmuwan menemukan penyebab berbeda dari keasaman lingkungan mikro di permukaan tumor.
Mengurangi keasaman tumor
Ternyata metabolisme banyak sel di permukaan tumor payudara telah berubah menjadi glikolisis aerobik. Jenis metabolisme ini menghasilkan asam laktat, yang membuat lingkungan mikro tumor lebih asam.
Di daerah permukaan tumor yang bersifat asam ini, sel-sel telah mengubah gen mereka untuk mengaktifkan proses yang mendukung invasi dan metastasis.
Gen yang diaktifkan termasuk salah satu yang terlibat dalam perkembangan embrio dan menghasilkan protein yang membantu migrasi sel melalui aliran darah. Cara lainnya adalah yang membuat sel tumor lebih mampu menembus jaringan di sekitarnya.
Dalam serangkaian eksperimen lain, tim menemukan bahwa mengurangi keasaman lingkungan mikro tumor mengembalikan ekspresi gen hampir kembali normal.
Para peneliti mengurangi keasaman tumor pada tikus dengan menambahkan natrium bikarbonat ke air minum mereka. Penelitian lain juga menemukan bahwa ini mengurangi metastasis pada tikus.
Penulis studi senior Frank B. Gertler, yang merupakan profesor biologi di MIT, mengatakan bahwa manusia tidak mentolerir natrium bikarbonat, dan karenanya tidak akan menjadi pengobatan potensial yang cocok untuk mereka.
“Metode lain yang secara lebih fokus menargetkan pengasaman bisa sangat bermanfaat.”
Prof. Frank B. Gertler
