Până astăzi, se știau puține lucruri despre relația dintre organizarea structurală a rețelelor mitocondriale și activitatea bioenergetică funcțională a acestora la nivelul tumorilor.
Mitocondriile, „centralele energetice” ale celulelor, joacă un rol crucial în metabolismul și producția de energie a celulelor canceroase iar descoperirea acestui aspect necunoscut până acum al metabolismului cancerului ar putea duce la dezvoltarea unor terapii anticancerigene care să vizeze preferințele nutritive specifice ale tumorilor.
Un nou studiu, publicat în Nature, relatează modul cum cercetătorii de la Centrul de cancer UCLA Jonsson Comprehensive au folosit tomografia prin emisie de pozitroni (PET) în combinație cu microscopia electronică pentru a genera hărți tridimensionale de ultra-rezoluție ale rețelelor mitocondriale în tumorile pulmonare ale șoarecilor modificați genetic: astfel, s-au clasificat tumorile pe baza activității mitocondriale și a altor factori folosind o tehnică de inteligență artificială(AI) numită învățare profundă (deep-learning), cuantificând arhitectura mitocondrială în sute de celule și mii de mitocondrii din întreaga tumoră.
Descoperirile sunt promițătoare: oferă informații, îmbunătățesc strategiile actuale de tratament și indică noi direcții pentru vizarea cancerului pulmonar.
Mitocondriile se organizează frecvent împreună cu organitele
Autorii au analizat două subtipuri principale de cancer pulmonar fără celule mici (NSCLC) – adenocarcinoame și carcinoame cu celule scuamoase și au descoperit subpopulații distincte de rețele mitocondriale în cadrul acestor tumori.
S-a descoperit, în acest mod, că mitocondriile se organizează frecvent împreună cu organitele, cum ar fi corpuri lipidice (adipozomi), pentru a crea structuri subcelulare unice care susțin metabolismul celulelor tumorale și activitatea mitocondrială.
Se anticipează că populațiile mitocondriale din probele de cancer uman nu se vor exclude reciproc în funcție de subtipul tumoral respectiv, ci mai degrabă va exista un spectru de activitate.
Noile descoperiri oferă informații cheie despre funcția mitocondriilor în celulele canceroase și ar putea duce la noi abordări în tratamentul cancerului
„Studiul nostru reprezintă un prim pas spre generarea unor hărți tridimensionale foarte detaliate ale tumorilor pulmonare folosind modele de șoareci modificate genetic”, a declarat dr. David Shackelford, de la Centrul de cancer, Jonsson Comprehensive, și profesor asociat de medicină pulmonară și de îngrijire de urgență la Facultatea de Medicină de la UCLA.
Folosind aceste hărți, specialiștii au început să creeze un atlas structural și funcțional al tumorilor pulmonare cu informații valoroase despre modul în care celulele tumorale își organizează structural arhitectura celulară ca răspuns la cerințele metabolice ridicate ale creșterii tumorale.
Studiul a identificat o descoperire nouă în fluxul metabolic al tumorilor pulmonare, dezvăluind că preferința acestora pentru nutrienți poate fi determinată de gruparea mitocondriilor cu alte organite, bazându-se fie pe glucoză (”zahăr”), fie pe acizi grași liberi (”grăsimi”), au transmis autorii.
Potrivit acestora, recenta descoperire are implicații majore pentru dezvoltarea unor terapii anticancerigene eficiente care vizează preferințele nutritive specifice tumorilor.
„Abordarea de imagistică multimodală ne-a permis să descoperim acest aspect până acum necunoscut al metabolismului cancerului. Credem că poate fi aplicat și la alte tipuri de cancer, deschizând calea pentru continuarea cercetărilor în acest domeniu”, au menționat aceștia.
