Oamenii de știință tocmai au descoperit mecanismul ascuns care alimentează celulele canceroase

Când celulele canceroase sunt comprimate fizic, acestea declanșează o apărare instantanee, cu energie ridicată, prin împingerea mitocondriilor către nucleul celulei, declanșând un val de ATP care alimentează repararea și supraviețuirea ADN-ului. Acest mecanism nou descoperit, vizualizat în timp real cu microscopie avansată, arată că mitocondriile acționează ca niște echipe de intervenție de urgență, și nu ca simple centrale electrice statice.. Structurile, numite NAM-uri, au fost identificate și în biopsiile tumorale ale pacienților, sugerând relevanța lor în lumea reală în ceea ce privește răspândirea cancerului.

Celulele canceroase declanșează un răspuns instantaneu, bogat în energie, la presiunea fizică, conform unui studiu publicat în revista Nature Communications. Această creștere bruscă de energie este primul exemplu raportat al unui mecanism defensiv care ajută celulele să repare daunele ADN-ului și să supraviețuiască mediilor aglomerate ale corpului uman.

Constatările ajută la explicarea modului în care celulele canceroase supraviețuiesc unor obstacole mecanice complexe, cum ar fi târârea printr-un micromediu tumoral, alunecarea în vasele de sânge poroase sau rezistența la loviturile sângelui. Descoperirea mecanismului poate duce la noi strategii care să imobilizeze celulele canceroase înainte de a se răspândi.

Ei au observat că, în câteva secunde după ce sunt comprimate, mitocondriile din celulele HeLa se grăbesc spre suprafața nucleului și pompează ATP suplimentar, sursa de energie moleculară a celulelor.

08:45, 28.09.2025 • LIFESTYLE

ADN-ul longevității: ce au descoperit cercetătorii după analiza unei femei care a trăit 117 ani

06:35, 16.08.2025 • Sănătate

Antrenamentul de 30 de minute care ar putea reduce creșterea celulelor canceroase cu 30%

„Ne obligă să regândim rolul mitocondriilor în corpul uman. Nu sunt niște baterii statice care alimentează celulele noastre, ci mai degrabă niște echipe de intervenție rapidă, care pot fi chemate în situații de urgență, atunci când celulele sunt literalmente presate la limită”, spune Dr. Sara Sdelci, autoare corespondentă a studiului.

Mitocondriile au format un halou atât de strâns încât nucleul s-a adâncit spre interior. Fenomenul a fost observat la 84% din celulele canceroase HeLa închise, comparativ cu practic niciunul în celulele plutitoare, necomprimate. Cercetătorii se referă la structuri „NAM” pentru mitocondrii asociate nucleului.

Pentru a afla ce efect au NAM-urile, cercetătorii au utilizat un senzor fluorescent care se aprinde atunci când ATP-ul intră în nucleu. Semnalul a crescut cu aproximativ 60% în decurs de trei secunde de la comprimarea celulelor. „Este un semn clar că celulele se adaptează la presiune și își recablează metabolismul”, spune dr. Fabio Pezzano, co-autor al studiului.

Experimentele ulterioare au dezvăluit de ce este importantă supratensiune. Comprimarea mecanică pune ADN-ul sub presiune, rupând segmente și încurcând genomul uman. Celulele se bazează pe echipe de reparare însetate de ATP pentru a slăbi ADN-ul și a ajunge la locurile deteriorate pentru a repara daunele. Celulele comprimate care au primit impulsul suplimentar de ATP au reparat ADN-ul în câteva ore, în timp ce cele fără acest impuls au încetat să se divizeze corect.

Pentru a confirma relevanța pentru boală, cercetătorii au examinat și biopsii de tumori mamare de la 17 paciente. Halourile NAM au apărut în 5,4% dintre nuclei la fronturile tumorale invazive față de 1,8% în miezul dens al tumorii, o diferență de trei ori mai mare. „Observarea acestei semnături în biopsiile pacientelor ne-a convins de relevanța dincolo de laborator”, explică Dr. Ritobrata (Rito) Ghose, co-autor principal al studiului.

Cercetătorii au putut, de asemenea, să studieze ingineria celulară care face posibilă accelerarea mitocondrială. Filamentele de actină, aceleași cabluri proteice care permit mușchilor să se flexeze, se compun în jurul nucleului, în timp ce reticulul endoplasmatic formează o plasă asemănătoare unei plase. Studiul arată că schela combinată captează fizic NAM-urile la locul lor, formând structura de tip halo. Când cercetătorii au tratat celulele cu latrunculină A, un medicament care dezmembrează actina, formarea NAM-urilor s-a prăbușit, iar fluxul de ATP s-a retras.

Dacă celulele metastatice depind de creșterile bruște de ATP determinate de NAM, medicamentele care blochează structura ar putea face tumorile mai puțin invazive fără a otrăvi pe scară largă mitocondriile și fără a proteja țesuturile sănătoase. „Răspunsurile la stresul mecanic reprezintă o vulnerabilitate insuficient explorată a celulelor canceroase, care poate deschide noi căi terapeutice”, spune Dr. Verena Ruprecht, autoare corespondentă a studiului.

Deși studiul a analizat celulele canceroase, autorii studiului subliniază că fenomenul este probabil un fenomen universal în biologie. Celulele imune care se strecoară prin ganglionii limfatici, neuronii care se ramifică și celulele embrionare în timpul morfogenezei experimentează forțe fizice similare.

„Oriunde celulele sunt sub presiune, un impuls de energie nucleară protejează probabil integritatea genomului”, conchide Dr. Sdelci. „Este un nivel complet nou de reglare în biologia celulară, marcând o schimbare fundamentală în înțelegerea noastră despre modul în care celulele supraviețuiesc perioadelor intense de stres fizic.”