Раковите клетки образуват „киселинна стена“ около тумора

Акценти

Раковите клетки освобождават значително по-концентрирано ниво на киселина от известното досега, образувайки „стена“, която може да възпре имунните клетки да атакуват тумора, сочи проучване на учени от Югозападния медицински център на Университета на Тексас в САЩ. Според авторите откритията, публикувани в Nature Biomedical Engineering, могат да проправят път за нови методи за лечение на рак, способни да променят киселинната среда около туморите.

„Това проучване разкрива непозната преди това поляризирана извънклетъчна киселинност, която преобладава около раковите клетки.“, коментира ръководителят на изследването Джинминг Гао, професор в отделите по биомедицинско инженерство и клетъчна биология към Университета на Тексас.

„Киселинна стена“ около тумора

Преди няколко години екипът на Гао проектира набор от наночастици, които светят при определени нива на киселинност. По време на работата си учените откриват, че една наночастица, наречена пегситацианин, която свети при pH 5,3, флуоресцира ярко в тумори.

>>> Създадоха наночастици, които идентифицират и унищожават раковите клетки в гърдата

През 2023 г. пегситацианинът получава обозначението за революционна терапия от Агенцията за контрол на храните и лекарствата на САЩ – стъпка, която ускорява разработването и прегледа на обещаващи лекарства. Въпреки това учените все още не могат да обяснят защо наночастицата флуоресцира, тъй като се смята, че киселинността на туморите (6,8 pH) е твърде ниска, за да предизвика активирането й.

За да отговорят на този въпрос, екипът на Гао изобразява отделни клетки, взети от различни видове рак при хора и мишки – включително рак на белия дроб, гърдата, меланом и глиобластом – използвайки сонди за пегситацианин. Учените откриват, че сондите светят от едната страна на раковите клетки, но не и от другата, което предполага, че тяхната киселинност – резултат от секрецията на млечна киселина, която туморните клетки произвеждат като отпадъчен продукт след усвояване на глюкоза – е поляризирана.

При извършването на подобни експерименти в туморна тъкан, изображенията показват, че раковите клетки преференциално изпомпват киселина в извънклетъчната среда, образувайки зона с по-висока киселинност около тумора*.

Освен това експеримент с проби от човешки тумори показва, че киселинната стена е практически лишена от CD8+ Т-клетки – тип имунна клетка, за която е известно, че се бори с рака. При отглеждането на ракови клетки и CD8+ Т-клетки в петриеви панички, които са подкислени до 5,3 pH, учените установяват, че имунните клетки загиват в рамките на три часа, докато раковите остават невредими. Това предполага, че силната киселинност може да осуети атаката на CD8+ Т-клетки, без да навреди на раковите клетки.

Потенциални лечения

Предишни проучвания на екипа на Гао показват, че лактатът, основният аналог на млечната киселина, повишава противораковата активност на имунните клетки. Тъй като изглежда, че млечната киселина има обратния ефект, бъдещите стратегии за лечение може да бъдат съсредоточени върху превръщането на киселината в лактат, обясняват изследователите.

Други потенциални лечения, които използват относителната киселинност на туморите, като например чувствителни към рН лекарствени носители, които освобождават химиотерапия вътре в туморите, може да се нуждаят от корекции въз основа на откритията на настоящото проучване, категорични са учените.

*Gao Jinming et al. Severely polarized extracellular acidity around tumour cells. Nature Biomedical Engineering. 2024.