Sel kanker payudara (berwarna biru) memakan matriks ekstraseluler (kuning). Bintik putih terang di dalam sel merupakan komponen matriks ekstraseluler yang dicerna oleh sel untuk memperoleh nutrisi guna mendukung pertumbuhannya. Kredit: Montserrat Llanses Martinez
Sebuah penelitian baru-baru ini menemukan bahwa sel-sel kanker payudara yang menghadapi kekurangan energi terpaksa menelan dan mengkonsumsi lingkungan sekitar mereka untuk mengatasi rasa lapar.
Penelitian tersebut dilakukan oleh para ilmuwan di Universitas Sheffield dan dipublikasikan di jurnal Biologi PLOSmemberikan wawasan baru mengenai mekanisme kelangsungan hidup sel kanker yang sebelumnya tidak diketahui dan mungkin menawarkan target baru untuk pengembangan terapi.
Sel-sel di payudara, termasuk sel tumor, tertanam dalam jaringan yang disebut matriks ekstraseluler (ECM). Nutrisi di ECM langka karena terbatasnya aliran darah, dan menjadi semakin langka seiring pertumbuhan sel tumor.
Peneliti utama Dr. Elena Rainero, dari Fakultas Biosains Universitas Sheffield, dan timnya menyelidiki bagaimana tumor terus tumbuh – meski kekurangan nutrisi – dan bagaimana sel tumor menyediakan bahan mentah untuk mendukung pertumbuhannya.
Mekanisme Kelangsungan Hidup Baru
“Studi ini mengidentifikasi mekanisme baru yang digunakan sel kanker payudara untuk bertahan hidup di lingkungan yang menantang di dalam tumor,” kata Dr. Elena Rainero, dari Universitas Sheffield.
“Karena sumber makanan langka, sel kanker memperoleh kemampuan untuk mengonsumsi dan mencerna komponen matriks di sekitar mereka. Kami telah mengidentifikasi proses metabolisme utama yang diperlukan sel untuk memanfaatkan matriks, yang mungkin mewakili target terapi baru.”
Selama penelitian yang didanai oleh Cancer Research UK, Dr Rainero dan timnya memasukkan sel adenokarsinoma payudara ke dalam kolagen (komponen utama ECM) atau preparat matriks komersial, atau ke dalam plastik, dengan atau tanpa kondisi kritis tertentu. Asam amino.
Tanpa asam amino ini, sel-sel dalam plastik akan mengalami kondisi yang lebih buruk dibandingkan dengan sel-sel dalam matriks tertentu. Hasil serupa terlihat pada model matriks lainnya – sel tumor mampu mengatasi reduksi asam amino ketika dikelilingi oleh matriks.
Selanjutnya, dengan memberi label kolagen secara fluoresen dan mengamati perjalanannya melalui sel, penulis menunjukkan bahwa sel mengambil ECM dan memecahnya di kompartemen pencernaan yang disebut lisosom; ketika ECM diolah secara kimia untuk menghubungkan komponen-komponennya secara silang, sel tidak dapat mencernanya.
Wawasan Metabolik dan Implikasi Terapi
Penyelidikan lebih lanjut menunjukkan bahwa penyerapan terjadi melalui proses pencernaan yang disebut makropinositosis, di mana sel-sel menelan sejumlah besar bahan ekstraseluler.
Analisis metabolik mereka menunjukkan bahwa pengadaan dan pemecahan dua asam amino, tirosin dan fenilalanin, mendominasi perubahan metabolisme sebagai respons terhadap kelaparan. Para ilmuwan Sheffield mencatat bahwa keduanya dapat berfungsi sebagai bahan mentah untuk produksi energi melalui mitokondria trikarboksilat. kecut siklus (Krebs).
Ketika mereka menghancurkan High Pressure Decorative Laminate (HPDL), suatu enzim sentral dalam jalur dari fenilalanin ke TCA, pertumbuhan sel terganggu secara signifikan.
Menghalangi atau mengurangi ekspresi HPDL, atau promotor makropinositosis PAK1, mengurangi kemampuan sel tumor untuk bermigrasi dan menyerang jaringan di sekitarnya.
Dr Rainero menambahkan: “Hasil kami menunjukkan bahwa sel-sel kanker payudara memanfaatkan nutrisi dalam matriks ekstraseluler pada saat kekurangan nutrisi, dan bahwa proses ini bergantung pada makropinositosis dan konversi metabolik asam amino utama menjadi substrat pelepas energi.
“Metabolisme tirosin dan fenilalanin yang dimediasi HPDL mungkin mewakili kerentanan metabolik sel kanker yang berkembang di lingkungan mikro yang kekurangan nutrisi.”
Referensi: “Matriks ekstraseluler mendukung pertumbuhan sel kanker payudara di bawah kelaparan asam amino dengan mendorong katabolisme tirosin” oleh Mona Nazemi, Bian Yanes, Montserrat Llanses Martinez, Heather J. Walker, Khoa Pham, Mark O. Collins, Frederic Bard dan Elena Rainero, Januari 16 Agustus 2024, Biologi PLOS.
DOI: 10.1371/jurnal.pbio.3002406
MN, BY dan ER didanai oleh Cancer Research UK (C52879/A29144). MLM didanai oleh program PhD Sheffield/ARAP. FB didanai oleh Yayasan 'ARC pour la recherche sur le cancer' dan AIDEX AMX-2-CE-03 Chaire d'Excellence. Penyandang dana tidak mempunyai peran dalam desain penelitian, pengumpulan dan analisis data, keputusan untuk menerbitkan, atau persiapan naskah.
NewsRoom.id
