Καρκίνος: Πώς δημιουργείται & αναπτύσσεται μέσα στο σώμα

Ένα τεράστιο εγχείρημα χαρτογράφησης των καρκινικών όγκων παρέχει νέες πληροφορίες για το πώς η νόσος σχηματίζεται, εξελίσσεται και αναπτύσσει αντίσταση στις θεραπείες.

Από τον Γιάννη Δεβετζόγλου

Οι επιστήμονες έχουν πλέον στα χέρια τους μερικούς από τους πιο λεπτομερείς χάρτες που έχουν δημιουργηθεί ποτέ για διάφορους τύπους καρκίνου, μαζί με νέα εργαλεία και μεθόδους για την ανάλυσή τους.

Τα σπουδαία ευρήματα προέρχονται από την εξέλιξη της πρωτοβουλίας για τη χαρτογράφηση των καρκίνων που ονομάζεται Human Tumor Atlas Network (Δίκτυο Άτλαντα του Ανθρώπινου Όγκου) και παρέχουν ενδείξεις για το πώς οι καρκίνοι σχηματίζονται, εξελίσσονται και γίνονται ανθεκτικοί στις θεραπείες.

Πως αναπτύσσεται ο καρκίνος

Όπως αναφέρουν οι ειδικοί, ο καρκίνος αναπτύσσεται όταν γενετικές μεταλλάξεις ωθούν τα κύτταρα να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιαστούν ανεξέλεγκτα. Και πολλά από όσα γνωρίζουμε για την ασθένεια προέρχονται από τη γενετική ανάλυση των όγκων. Μέχρι πρόσφατα, μπορούσαμε να το κάνουμε αυτό μόνο συνδυάζοντας και αναλύοντας όλα τα γενετικά δεδομένα ενός δείγματος όγκου ταυτόχρονα, γεγονός που καθιστούσε αδύνατο τον εντοπισμό μεμονωμένων κυτταρικών τύπων.

Αλλά οι όγκοι δεν είναι μονοδιάστατοι. «Είναι πολύπλοκοι, σαν οικοσυστήματα που αποτελούνται όχι μόνο από καρκινικά κύτταρα, αλλά και από κύτταρα του ανοσοποιητικού μας συστήματος, ενδοθηλιακά κύτταρα κ.ά.», εξηγεί ο Daniel Abravanel από το Ινστιτούτο Καρκίνου Dana-Farber στη Βοστώνη.

Χάρη στην χρήση πιο εξελιγμένων εργαλείων, μια ομάδα ερευνητών έχει πλέον καταφέρει να εντοπίσει μεμονωμένα κύτταρα ή να καθορίσει τις λειτουργίες τους σε όγκους από σχεδόν 2.000 άτομα με 20 διαφορετικά είδη καρκίνου.

Τι έδειξε ο Άτλαντας των όγκων

Στο πλαίσιο της εργασίας, η Li Ding, από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις του Μιζούρι και οι συνεργάτες της, χαρτογράφησαν 131 περιοχές όγκων από 78 άτομα με τύπους καρκίνου που εμφανίζονται στον μαστό, το παχύ έντερο, το πάγκρεας, τους νεφρούς, τη μήτρα και τους χοληφόρους πόρους, οι οποίοι συνδέουν το ήπαρ και τη χοληδόχο κύστη με το λεπτό έντερο. Οι ειδικοί χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται αλληλούχιση του ενός κυττάρου για να μετρήσουν ποια γονίδια ήταν ενεργοποιημένα ή απενεργοποιημένα σε κάθε κύτταρο ενός δείγματος όγκου.

Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης δείγματα ιστών κάτω από ισχυρά μικροσκόπια για να προσδιορίσουν τη θέση και τη δομή των κυττάρων. Στη συνέχεια, κατασκεύασαν τρισδιάστατα μοντέλα όγκων, δείχνοντας πώς τα κύτταρα μέσα σε αυτούς είναι οργανωμένα και αλληλεπιδρούν. Διαπίστωσαν ότι, εντός των όγκων, τα καρκινικά κύτταρα σχηματίζουν ξεχωριστές ομάδες, γνωστές ως μικροπεριοχές. Στη συνέχεια, οι ερευνητές ομαδοποίησαν αυτές τις περιοχές με βάση παρόμοιες γενετικές αλλοιώσεις, όπως υψηλή ή χαμηλή δραστηριότητα ανοσοποιητικών κυττάρων. Η εξέλιξη εντός της γενετικής δραστηριότητας των κυττάρων στις μικροπεριοχές φαίνεται να είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την ανθεκτικότητα των καρκίνων στις θεραπείες.

Ο καρκίνος του παχέος εντέρου

Έρευνα που ακολούθησε από το Human Tumor Atlas Network, έρχεται να καταδείξει ότι πολλαπλά κύτταρα μπορούν μερικές φορές να συντονιστούν για να σχηματίσουν καρκίνο του παχέος εντέρου. «Για δεκαετίες, η κοινή πεποίθηση ήταν ότι ένας όγκος προέρχεται από ένα μόνο κύτταρο», λέει ο Doug Winton από το Πανεπιστήμιο του Cambridge.

Ο Winton και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ποντίκια που είχαν τροποποιηθεί γενετικά έτσι ώστε τα κύτταρά τους να αλλάζουν χρώμα όταν γίνονται καρκινικά. Αυτό κατέστησε δυνατή την αναγνώριση και την παρακολούθηση των όγκων καθώς σχηματίζονταν στα έντερα των ζώων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι περίπου το 40% των όγκων του παχέος εντέρου προερχόταν από πολλαπλά κύτταρα, τα οποία συνεργάζονταν για να ξεπεράσουν τα γειτονικά, δηλαδή τα υγιή κύτταρα.

Μία άλλη ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Ken Lau του Πανεπιστημίου Vanderbilt στο Τενεσί εντόπισε επίσης βιοδείκτες για την παρακολούθηση της εξέλιξης των όγκων. Οι ερευνητές ανέλυσαν πρώιμους προδρόμους του καρκίνου του παχέος εντέρου σε ποντίκια και ανθρώπους και διαπίστωσαν ότι έως και το 30% είχε πολυκυτταρική προέλευση. Ο καλύτερος προγνωστικός δείκτης που έχουμε σήμερα για να καθορίσουμε αν μια προκαρκινική βλάβη στο παχύ έντερο θα γίνει καρκινική, είναι το μέγεθός της, λέει ο Lau. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζεται ο καρκίνος του παχέος εντέρου μπορεί να βελτιώσει την ικανότητά μας να ελέγχουμε τις προκαρκινικές αλλοιώσεις και να εντοπίζουμε τον καρκίνο νωρίτερα, υποστηρίζει ο ίδιος.

Αλγόριθμοι και στοχευμένη θεραπεία

Το πρόγραμμα χαρτογράφησης του καρκίνου αποκάλυψε κάποιες ακόμα εκπλήξεις. Ο Abravanel και οι συνεργάτες του συνέλεξαν 67 βιοψίες όγκου από 60 άτομα με μεταστατικό καρκίνο του μαστού, που σημαίνει ότι είχε εξαπλωθεί σε άλλα όργανα, όπως το ήπαρ, ο εγκέφαλος και οι πνεύμονες. Διαπίστωσαν ότι τα δείγματα που συλλέχθηκαν από τον ίδιο συμμετέχοντα σε διαφορετικές χρονικές στιγμές ήταν γενετικά πολύ παρόμοια. «Θα περίμενε κανείς να δει διαφορετικές μεταλλάξεις να εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου», λέει ο Abravanel.

Στο πλαίσιο του έργου, οι ερευνητές με επικεφαλής τον Ben Raphael στο Πανεπιστήμιο Princeton δημιούργησαν έναν αλγόριθμο που ποσοτικοποιεί την αναλογία των καρκινικών και μη καρκινικών κυττάρων σε έναν όγκο και διερευνά τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα κύτταρα αλληλεπιδρούν, γεγονός που μπορεί επίσης να βοηθήσει να διακρίνουμε πώς αναπτύσσεται ένας όγκος.

Όλες αυτές οι πρόσφατες ανακαλύψεις μαζί, μας φέρνουν ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζεται και εξελίσσεται ο καρκίνος, γεγονός που με τη σειρά του θα μπορούσε να βελτιώσει τη θεραπεία. Ο Abravanel λέει ότι αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει και στην κλινική του πρακτική: «Προσπαθούμε όσο καλύτερα μπορούμε να ταιριάξουμε τη σωστή θεραπεία με τον σωστό ασθενή, δηλαδή να αγγίξουμε την προσωπική θεραπεία. Ωστόσο, δεν είμαστε σε θέση ακόμη να το κάνουμε αυτό με μεγάλη ακρίβεια. Αλλά έχουν γίνει σημαντικά βήματα».