Już na etapie rozwoju guza pierwotnego komórki raka trzustki zdradzają swoje przyszłe plany. Jak wykazali badacze z Columbia University, ekspresja genów w tych komórkach wskazuje, do jakich narządów będą w stanie przerzutować – zanim jeszcze ruszą w organizm. Odkrycie, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Genetics, może pomóc w opracowaniu nowych sposobów przewidywania i blokowania tego śmiertelnego procesu.
Badania rozpoczęły się ponad dekadę temu, kiedy dr Gulam Manji, współkierujący programem Precision Oncology and Systems Biology w Herbert Irving Comprehensive Cancer Center, zauważył istotne różnice w rokowaniach pacjentów z rakiem trzustki. Chorzy, u których przerzuty pojawiały się wyłącznie w płucach, żyli znacznie dłużej niż ci z przerzutami do wątroby. „Było niezwykle satysfakcjonujące obserwować, że pacjenci z przerzutami wyłącznie do płuc radzą sobie tak dobrze, ale jednocześnie frustrujące jako naukowca, ponieważ wiedzieliśmy, że stoi za tym jakaś biologiczna tajemnica, której nie rozumieliśmy” – mówi Manji.
Aby zgłębić ten fenomen, zespół badawczy przeanalizował kilkaset przypadków, wybierając 131 pacjentów, u których przerzuty występowały tylko w jednym narządzie – płucach lub wątrobie. Wykorzystując innowacyjne metody sekwencjonowania RNA pojedynczych jąder komórkowych i analiz całego genomu, naukowcy mogli przyjrzeć się ekspresji genów na poziomie pojedynczej komórki.
Jak tłumaczy dr Benjamin Izar, kierujący częścią obliczeniową projektu: „Komórki nowotworowe z guza pierwotnego, które ostatecznie dały przerzuty do wątroby lub płuc, już na wczesnym etapie przyjmowały stany komórkowe przypominające komórki tych narządów. Innymi słowy, mówiły już ‘językiem’ swojego przyszłego środowiska”.
Odkrycie sugeruje, że komórki raka trzustki jeszcze w miejscu pierwotnym zaczynają „udawać” komórki organu, do którego później się dostosują, co daje im przewagę w tworzeniu nowych ognisk choroby. Aby sprawdzić, czy za to zjawisko odpowiada konkretna mutacja DNA, badacze zastosowali metody uczenia maszynowego i przeanalizowali duże bazy danych pacjentów.
„Nie udało się nam zidentyfikować żadnego pojedynczego zdarzenia genetycznego, które tłumaczyłoby tropizm do wątroby czy płuc. Choć nie wykluczamy innych możliwości, dotychczas nie znaleźliśmy genetycznego wyjaśnienia tego zaskakującego wyniku” – dodaje Izar.
Zespół Manjiego zbadał również komórki innych nowotworów i odkrył podobne wzorce zachowań, co sugeruje, że ten mechanizm może być uniwersalny. „Kluczowe pytanie brzmi teraz: co uruchamia ten przełącznik, który prowadzi komórki przez te różne programy?” – zastanawia się Manji.
Choć wyniki wymagają dalszego potwierdzenia, naukowcy są przekonani, że odkrycie ma ogromne znaczenie dla przyszłej praktyki klinicznej. W przyszłości lekarze mogliby przewidywać, gdzie rak trzustki najprawdopodobniej utworzy przerzuty i odpowiednio dostosować strategie monitorowania. „W tych predykcyjnych sygnaturach kryją się prawdopodobnie czynniki umożliwiające guzom skuteczne tworzenie nisz przerzutowych. Ich zablokowanie będzie kolejnym krokiem – i może doprowadzić do opracowania spersonalizowanych terapii, np. dla przerzutów do wątroby” – podsumowuje Manji.
Pełne wyniki badań opublikowano w pracy Morteza Chalabi Hajkarim i wsp. „Cellular states associated with metastatic organotropism and survival in patients with pancreatic ductal adenocarcinoma”, Nature Genetics (2025).
Nanocząstki węglowe bronią w walce z rakiem trzustki
Pytania i odpowiedzi
Jakie jest główne odkrycie badania Columbia University?
Naukowcy odkryli, że komórki raka trzustki już na etapie guza pierwotnego wykazują ekspresję genów charakterystycznych dla narządów, do których później przerzutują – na przykład wątroby lub płuc.
Czy za to zjawisko odpowiada konkretna mutacja genetyczna?
Nie. Badacze nie znaleźli pojedynczego zdarzenia genetycznego, które tłumaczyłoby wybiórcze przerzutowanie komórek nowotworowych. Mechanizm wydaje się być bardziej złożony i związany z „programowaniem” komórek na poziomie ekspresji genów.
Jakie znaczenie ma to odkrycie dla pacjentów z rakiem trzustki?
W przyszłości lekarze mogą dzięki takim analizom przewidywać, w jakie narządy rak najprawdopodobniej da przerzuty, co pozwoli na lepsze monitorowanie i wcześniejsze interwencje terapeutyczne.
Czy podobne mechanizmy mogą występować w innych nowotworach?
Tak. Zespół badawczy zaobserwował podobne wzorce w komórkach innych typów nowotworów, co sugeruje, że to zjawisko może być powszechne.
Jakie są kolejne kroki w badaniach?
Naukowcy planują zidentyfikować czynniki – tzw. „przełączniki” – które uruchamiają ten proces adaptacji komórek nowotworowych. Ich zrozumienie może doprowadzić do opracowania leków blokujących tworzenie się przerzutów.
Źródło: Cellular states associated with metastatic organotropism and survival in patients with pancreatic ductal adenocarcinoma; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41145870/