Magyar kutatók adtak magyarázatot a rákkutatás klasszikus Peto-paradoxonjára

Hogyan csökkenthető a minimumra a rákkialakulás kockázata a folyamatosan megújuló szövetekben?Hogyan csökkenthető a minimumra a rákkialakulás kockázata a folyamatosan megújuló szövetekben?
Daganatok.hu 2017. március 22.
Megosztás:

A rákkutatás klasszikus Peto-paradoxonának azt a megfigyelést nevezik, hogy a soksejtű élőlényekben a rák kialakulásának gyakorisága nem mutat korrelációt sem az élőlény méretével, sem az élettartamával. Erre a jelenségre adott magyarázatot és konkrét mechanizmust Szöllősi Gergely és Derényi Imre vezetésével az MTA-ELTE Lendület Evolúciós Genomika és az MTA-ELTE Lendület Biofizikai Kutatócsoportja.

A daganatok kialakulásának logikája szerint - az idő előrehaladtával a sejtek egyre több mutációt szednek össze - minél tovább él egy élőlény, annál inkább meg kellene nőnie a rákkialakulás kockázatának (az embereknél ez például valóban így van), illetve minél több sejtből áll egy állat, azzal párhuzamosan szintén kockázatnövekedést kellene látnunk. A valóság azonban az, hogy nem látunk ilyen egyszerű összefüggést: ezt nevezik a rákutatás Peto paradoxonának.

Az MTA-ELTE Lendület Evolúciós Genomika és az MTA-ELTE Lendület Biofizikai Kutatócsoport tagjai - Szöllősi Gergely és Derényi Imre vezetésével - a Nature Communications-ben megjelent cikkükben erre a jelenségre adnak magyarázatot. A szakemberek az úgynevezett hierarchikus sejtdifferenciálódás szerepét vizsgálták a mutációk felhalmozódásának és a rák kockázatának minimalizálásában: a hierarchikus sejtdifferenciálódás azt jelenti, hogy a szövetek megújulását biztosító szöveti őssejtek fokozatosan differenciálódott utódsejtek hierarchikus láncolata mentén - és nem egy tökéletes bináris fa mentén történő azonos számú osztódással - biztosítják a szövetek folyamatos megújulását.

Hogyan tartható alacsonyan az osztódások száma a megújuló szövetekben?

A mutációk felhalmozódása testi sejtjeink hibás működéséhez és rákos daganatok kialakulásához vezethet, szervezetünk működése szempontjából központi jelentősége van az olyan szövetmegújulási programoknak, amelyek képesek kordában tartani a mutációk felhalmozódását, az egyes sejtekhez vezető osztódások számának alacsonyan tartásával.

Az osztódások számának elvi minimuma a szöveti sejtek teljes számának bináris logaritmusa, ami kizárólag úgy valósítható meg, ha egy sejtből kiindulva minden egyes sejtet egy tökéletes bináris fa mentén történő azonos számú osztódással hozunk létre. A bináris differenciálódás könnyen megvalósítható a nem megújuló szöveteknél (például az idegsejtek vagy a petesejtek esetén), ahol az egyedfejlődés során egyszer és egyszerre kell "legyártani" a sejteket. Más a helyzet a szervezet nagy részét adó megújuló szövetekben: itt a bináris fa mentén történő osztódás csak valószínűtlenül pontos és rendkívül törékeny ütemezés mellett lenne lehetséges.

A Nature Communications-ben megjelent cikkükben a magyar szakemberek megmutatták, hogy nemcsak a bináris fa mentén történő azonos számú osztódással, hanem a már említett hierarchikus differenciálódással is az elvi minimum közelébe csökkenthető a szövetmegújítással járó sejtosztódások száma, feltéve, ha elegendő számú és a szöveti őssejt felé közeledve egyre lassabban osztódó sejttípus (vagyis a szöveti őssejt feletti hierarchikus szint) áll rendelkezésre.

Az eredmények kézenfekvő magyarázatot és konkrét mechanizmust adnak a rákkutatás klasszikus Peto-paradoxonjára: a mechanizmus lényege, hogy a nagyméretű élőlények nagyméretű szövetei a hierarchikus differenciálódás finomhangolásával válhatnak védettebbé a rák kialakulásával szemben.

A szöveti differenciálódási hierarchiák jelenleg is zajló kísérleti feltárása szempontjából pedig a szerzők eredményei azt az izgalmas jóslatot nyújtják, hogy a szöveti őssejtek homogénnek gondolt populációi valójában különböző ütemben osztódó sejtekből tevődnek össze.

(Origo

* * *

Tisztelt Olvasónk! Felhívjuk a figyelmét, hogy anyagaink tájékoztató és ismeretterjesztő jellegűek, így nem adhatnak választ minden olyan kérdésre, amely egy adott betegséggel vagy más témával kapcsolatban felmerülhet, és főképp nem pótolhatják az orvosokkal, gyógyszerészekkel vagy más egészségügyi szakemberekkel való személyes találkozást, beszélgetést és gondos kivizsgálást.

Hírek az Avemarról:

Ajánló