Mikrograwitacja wpływa na komórki nowotworowe

Wpływ mikrograwitacji na komórki nowotworowe i poszukiwania odpowiedzi o mechanizmy stojące za lekoopornością niektórych guzów to przedmiot badań zespół naukowców z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, którym kieruje prof. Julita Kulbacka.

Technologie rozwijane z myślą o przyszłych misjach bardzo często rozwiązują problemy, z którymi mierzymy się na Ziemi

.Podstawowym celem zespołu naukowców z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu jest zbadanie jak komórki nowotworowe reagują na zmianę grawitacji. Wykorzystują do tego m.in. urządzenia symulujące mikrograwitację w laboratorium – bioreaktory i klinostaty.

„Grawitacja dla komórki jest jednym z podstawowych sygnałów mechanicznych. Kiedy ten sygnał znika lub się zmienia, komórka zaczyna się przebudowywać, zmienia organizację cytoszkieletu, sposób kontaktu z otoczeniem i funkcjonowanie. Właśnie dlatego mikrograwitacja jest tak cennym narzędziem badawczym” – wyjaśniła prof. Julita Kulbacka, cytowana w komunikacie uczelni.

Zespół z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu bada m.in. wpływ mikrograwitacji na komórki nowotworowe oporne na leczenie. Połączenie symulowanej mikrograwitacji i chemioterapii w badaniach nad komórkami raka żołądka doprowadziło do spadku ekspresji genów odpowiedzialnych za wielolekową oporność (MDR), wzrostu markerów uszkodzeń DNA oraz przebudowy cytoszkieletu.

Jak wskazano w komunikacie, w kolejnym badaniu zespół wykorzystał model raka jajnika opornego na cisplatynę. Po umieszczeniu komórek na klinostacie 3D naukowcy zaobserwowali zatrzymanie cyklu komórkowego, wzrost liczby obumierających komórek, większe uszkodzenia DNA oraz zahamowanie namnażania i ruchliwości komórek. Oznacza to, że mikrograwitacja i cisplatyna działały synergistycznie, wzajemnie wzmacniając swoje działanie – podano.

„Nie chodzi wyłącznie o to, że komórki są bardziej wrażliwe na lek. Mikrograwitacja przebudowuje cytoszkielet, osłabia adhezję komórek oraz zmienia organizację błony komórkowej i tzw. tratw lipidowych. To właśnie w tych strukturach zakotwiczone są białka odpowiedzialne za wypompowywanie leków z komórki i rozwój oporności na leczenie. Mówiąc najprościej, mikrograwitacja rozregulowuje mechanizmy, na których opiera się lekooporność nowotworów” – wskazała prof. Kulbacka.

Jak podkreślają naukowcy, badania pozwalają lepiej zrozumieć biologiczne mechanizmy odpowiedzialne za rozwój oporności wielolekowej, która jest jedną z głównych przyczyn niepowodzeń współczesnej chemioterapii.

Badaczka podkreśliła, że celem prac zespołu nie jest leczenie nowotworów w kosmosie. Mikrograwitacja jest tu przede wszystkim narzędziem badawczym, które pozwala lepiej zrozumieć zachowanie komórek. Uzyskana w ten sposób wiedza może pomóc w opracowaniu skuteczniejszych terapii. Istotne jest też zbadanie wpływu zmienionej grawitacji na zdrowe komórki oraz sposobu działania leków podczas przyszłych długotrwałych misji załogowych.

Jak wskazano, efektem badań są również „nowoczesne platformy Lab-on-a-Chip”. „Zespół wykazał, że ludzkie komórki można hodować na szklanych platformach Lab-on-a-Chip w warunkach symulowanej mikrograwitacji oraz potwierdził biozgodność takiego rozwiązania” – napisano w komunikacie.

We współpracy z naukowcami z Politechniki Wrocławskiej, Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN oraz Uniwersytetu Przyrodniczego stworzono miniaturowe laboratorium, które potrafi samodzielnie utrzymywać żywe komórki, kontrolować temperaturę, wilgotność, dopływ gazów i prowadzić pomiary bez udziału człowieka.

„Technologie rozwijane z myślą o przyszłych misjach bardzo często rozwiązują problemy, z którymi mierzymy się na Ziemi. Mikroukłady Lab-on-a-Chip mogą w przyszłości wspierać szybką diagnostykę, dobór terapii dla konkretnego pacjenta czy rozwój autonomicznych systemów monitorowania zdrowia” – podsumowała prof. Kulbacka.

PAP/MB