Zespół naukowców z UC San Francisco wpadł na zaskakujący pomysł: wykorzystanie komórek tłuszczowych do zagłodzenia nowotworów. Dzięki zastosowaniu techniki edycji genów CRISPR/Cas9, uczeni przekształcili zwykłe białe komórki tłuszczowe w tzw. “beżowe”, które zamiast magazynować energię, spalają kalorie, aby generować ciepło. Gdy wszczepiono je w pobliżu guzów nowotworowych, zużywały ogromne ilości składników odżywczych, skutecznie pozbawiając komórki rakowe “paliwa” niezbędnego do wzrostu. Co więcej, okazały się skuteczne nawet wtedy, gdy umieszczono je z dala od miejsca, w którym znajdował się guz.
Czytaj też: Nowy test krwi wykrywa raka trzustki na długo przed pojawieniem się objawów
Pomysł na zastosowanie komórek tłuszczowych w onkologicznej zrodził się z obserwacji, że zimno może aktywować brunatne komórki tłuszczowe, które zużywają składniki odżywcze do produkcji ciepła, tym samym ograniczając dostęp do nich komórkom nowotworowym. Jednak terapia zimnem nie jest praktyczną opcją dla pacjentów z osłabioną odpornością, dlatego naukowcy postanowili wykorzystać potencjał beżowych komórek tłuszczowych, które spalają kalorie nawet bez ekspozycji na zimno.
Komórki nowotworowe zagłodzone dzięki “genetycznym nożyczkom”
Technika CRISPR/Cas9 w tym przypadku posłużyła do włączenia genów, które są uśpione w białych komórkach tłuszczowych, ale aktywne w brązowych komórkach tłuszczowych – tych odpowiedzialnych za intensywne spalanie kalorii. Kluczowym odkryciem było zidentyfikowanie genu UCP1, który przekształca białe komórki tłuszczowe w beżowe, czyniąc je prawdziwymi “pożeraczami” składników odżywczych.
Czytaj też: Sztuczna inteligencja przewiduje ryzyko raka piersi na lata przed diagnozą
W pierwszych eksperymentach laboratoryjnych umieszczono zmodyfikowane komórki tłuszczowe w specjalnych naczyniach hodowlanych, w których były fizycznie oddzielone od komórek nowotworowych, ale współdzieliły z nimi te same składniki odżywcze. Wyniki były zaskakujące – komórki rakowe niemal całkowicie obumarły, co początkowo zaskoczyło naukowców, którzy podejrzewali błąd w eksperymencie. Jednak po wielokrotnym powtórzeniu doświadczenia efekt był ten sam. Beżowe komórki tłuszczowe skutecznie konkurowały z nowotworami o dostęp do składników odżywczych, co doprowadziło do ich obumierania.
W badaniach laboratoryjnych zmodyfikowane komórki tłuszczowe były skuteczne w zwalczaniu pięciu różnych typów nowotworów, w tym raka piersi, jelita grubego, trzustki, prostaty oraz chłoniaka nieziarniczego. Nawet w sytuacjach, gdy wszczepiono je z dala od miejsca, w którym znajdował się guz, zmodyfikowane komórki tłuszczowe nadal skutecznie konkurowały z nowotworami o składniki odżywcze. Co istotne, metoda ta okazała się skuteczna nie tylko w przypadku guzów pierwotnych, ale również w zwalczaniu przerzutów, co otwiera nowe perspektywy w leczeniu nowotworów trudnych do zlokalizowania lub nieoperacyjnych.
Unikalną cechą tej metody jest możliwość personalizacji leczenia. Naukowcy odkryli, że różne nowotwory mają różne “diety”, np. niektóre typy raka trzustki sięgają po urydynę, gdy brakuje glukozy. Dzięki technologii CRISPR/Cas9 naukowcy byli w stanie tak zmodyfikować komórki tłuszczowe, aby “pożerały” wyłącznie urydynę, skutecznie głodząc komórki rakowe. Takie podejście umożliwia dostosowanie terapii do specyficznych potrzeb pacjenta i rodzaju nowotworu.
Oprócz walki z nowotworami, zmodyfikowane komórki tłuszczowe mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu innych chorób, takich jak cukrzyca, hemochromatoza czy choroby neurodegeneracyjne. Przykładowo, mogą zostać zaprogramowane do wykrywania poziomu glukozy we krwi i uwalniania insuliny lub do absorbowania nadmiaru żelaza z krwi.
Metoda opisana w Nature Biotechnology ma szansę szybko trafić do praktyki klinicznej, ponieważ opiera się na już istniejących procedurach medycznych, takich jak liposukcja i przeszczep tłuszczu, które są szeroko stosowane w chirurgii plastycznej. Obecnie trwają przygotowania do badań klinicznych z udziałem ludzi. Jeśli ich wyniki będą równie obiecujące jak dotychczasowe eksperymenty na myszach, terapia ta może stać się przełomem w leczeniu wielu rodzajów nowotworów.
