Bagian jaringan dari tumor paru-paru menunjukkan sel yang berbeda dalam lingkungan mikro tumor: makrofag (merah), makrofag atau fibrosit penghasil kolagen (kuning), fibroblas (hijau). Kredit: Institut Biokimia I, Fakultas Kedokteran, Universitas Goethe Frankfurt

Agar tumor padat dapat tumbuh secara efisien, umumnya membutuhkan bantuan sel endogen yang tidak berubah di sekitarnya. Melalui komunikasi sel-sel ini satu sama lain, jaringan terbentuk di lingkungan tumor yang merangsang pertumbuhan. Para peneliti di Goethe University Frankfurt kini telah memeriksa jaringan semacam itu. Dalam prosesnya, mereka menemukan bahwa jaringan ini sangat resisten terhadap intervensi, tetapi tim tersebut juga berhasil mengidentifikasi kemungkinan titik lemah.

Tumor terdiri dari sel kanker ganas yang sebenarnya dan sel sehat yang tidak berubah di lingkungan terdekat. Ini termasuk, antara lain, sel pemulung endogen dari sistem kekebalan tubuh, yang disebut makrofag, serta jenis sel yang membentuk jaringan ikat, seperti fibroblas. Makrofag dan fibroblas biasanya berkontribusi untuk menjaga jaringan dalam keadaan sehat semula dan memulihkan strukturnya setelah kerusakan kecil atau besar. Kemampuan ini juga memainkan peran penting dalam mempertahankan tubuh terhadap proliferasi dan penyebaran sel kanker.

Namun, sel kanker telah mengembangkan strategi untuk memprogram ulang makrofag dan fibroblas menjadi sel pemicu tumor. Dalam proses ini, fibroblas diubah sedemikian rupa sehingga mengubah struktur jaringan sehingga membantu sel tumor bertahan dan menyebar. Misalnya, jika metastasis terbentuk di paru-paru, fibroblas di paru-paru diaktifkan terlebih dahulu. Makrofag mengeluarkan faktor pertumbuhan dan kelangsungan hidup, yang digunakan tumor, misalnya, untuk memberikan pasokan nutrisi dan oksigen yang lebih baik.

Telah lama diasumsikan dalam penelitian kanker bahwa penonaktifan jenis sel tertentu yang tidak berubah mungkin cukup untuk terapi yang berhasil. Namun, meskipun hasil yang menjanjikan dicapai dalam penelitian strategi tersebut sejauh ini hampir tidak berhasil dalam pengobatan pasien.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Andreas Weigert dan Profesor Bernhard Brüne dari Universitas Goethe Frankfurt kini telah mengidentifikasi kemungkinan alasan untuk hal ini. Untuk analisis mereka, para peneliti menggunakan tikus yang dimodifikasi secara genetik yang secara spontan mengembangkan tumor di jaringan payudara mereka.

Melalui modifikasi genetik lebih lanjut, molekul mirip lemak yang diproduksi oleh makrofag dan dilepaskan ke dalam lingkungan tumor, hormon prostaglandin E2, dinonaktifkan pada karsinoma mammae tikus ini. Prostaglandin E2 sebelumnya diyakini—berdasarkan eksperimen kultur sel—memiliki sifat pemicu tumor.

Seperti yang diharapkan, menonaktifkan prostaglandin E2 juga menghambat pertumbuhan karsinoma mammae pada tikus. Yang mengejutkan tim peneliti, bagaimanapun, analisis jaringan menunjukkan bahwa fibroblas membelah secara luas dan diaktifkan, dan pada saat yang sama lebih banyak metastasis berkembang di paru-paru tikus.

Dalam percobaan lebih lanjut, transkriptom fibroblas dianalisis, yaitu, semua gen dibaca dari genom pada saat itu. Para peneliti dapat menunjukkan bahwa prostaglandin E2 menjaga fibroblas pada karsinoma mammae dalam keadaan tidak aktif melalui jalur pensinyalan yang sebelumnya tidak diketahui, yang menjelaskan mengapa menghilangkan molekul pada tikus menyebabkan peningkatan metastasis. Prosesnya ternyata serupa pada manusia: Fibroblas yang diaktifkan dengan cara serupa juga ditemukan pada tumor payudara beberapa pasien, dan pasien ini jauh lebih kecil kemungkinannya untuk bertahan hidup.

Dalam studi histologis karsinoma mammae, para peneliti juga menemukan subkelompok makrofag yang, mirip dengan fibroblas, menghasilkan bagian matriks ekstraseluler (jaringan ikat antar sel)—di atas semua kolagen. Makrofag seperti itu, yang disebut fibrosit, sudah diketahui dari gangguan fibrotik (proliferasi patologis jaringan ikat) paru-paru, tetapi perannya dalam tumor tidak jelas.

Itulah sebabnya para peneliti di Frankfurt, bersama dengan Profesor Rajkumar Savai dari Max Planck Institute for Heart and Lung Research di Bad Nauheim, meneliti peran fibrosit dalam tumor paru-paru dengan menonaktifkannya secara sistematis selama pertumbuhan tumor. Melalui pengurutan sel tunggal, mereka dapat menguatkan, antara lain, bahwa sel-sel ini adalah populasi kunci yang mengoordinasikan pertumbuhan sel tumor dan suplai mereka dengan pembuluh darah serta aktivasi pemicu tumor lainnya. subtipe makrofag.

“Hasil penelitian kami mengilustrasikan bahwa ada banyak jenis sel dalam lingkungan mikro tumor yang mendorong kelangsungan hidup, pertumbuhan, dan penyebaran tumor dengan cara yang serupa. Tumor menggunakan hub molekul sentral yang secara bersamaan memprogram ulang berbagai sel endogen menjadi promotor tumor. Jika kami ingin melawan kanker secara efektif, kami perlu memajukan deteksi dan penggunaan terapeutik dari hub semacam itu,” kata Weigert, merangkum hasil studi, yang diterbitkan dalam Cancer Research and Nature Communications. Mengidentifikasi hub tersebut akan menjadi prioritas penelitian untuk laboratorium yang berpartisipasi di masa mendatang.

Informasi lebih lanjut: Eiman Elwakeel et al, Gangguan Pensinyalan Prostaglandin E2 pada Fibroblas Terkait Kanker Membatasi Pertumbuhan Karsinoma Payudara tetapi Mempromosikan Metastasis, Cancer Research (2022). DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-21-2116

Andreas Weigert et al, Fibrosit meningkatkan sakelar fenotipik yang mendukung tumor di ceruk kanker paru-paru melalui sistem endotelin, Komunikasi Alam (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33458-8

Elisabeth Strack et al, Identifikasi subset makrofag terkait tumor yang terkait dengan prognosis kanker payudara, Clinical and Translational Medicine (2020). DOI: 10.1002/ctm2.239

Disediakan oleh Universitas Goethe

Kutipan: Bagaimana komunikasi dalam lingkungan mikro tumor memengaruhi perkembangan tumor (2023, 6 Juli) diambil 6 Juli 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-07-communication-tumor-microenvironment.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.