Brněnští vědci našli v buňce bod zlomu. Může v něm začít rakovina

Nemocí, které se lidé nejvíc bojí, je dlouhodobě v tuzemsku i celosvětově rakovina. Dokazují to i komentáře u ankety, kterou zveřejnila vědecká redakce ČT24 na sociální sítí Facebook:

Tato nemoc začíná nenápadně, často jedinou chybou, která rozhodne o tom, jestli se buňka „zblázní“, nebo se bude dál chovat normálně. Určit přesně mechanismus, který o tomto okamžiku rozhoduje, je zásadní pro účinnou ochranu před touto obávanou chorobou. A právě v tom teď pokročili vědci z brněnského institutu CEITEC.

Neustálé signály

Každá buňka v lidském těle neustále vyhodnocuje signály ze svého okolí. Podle nich se potom rozhoduje, jestli se začne dělit, růst nebo naopak zůstane v klidu. Zní to sice jednoduše, ale mechanismus je nesmírně složitý – podobně jako třeba rádiový přijímač, který také přijímá signály ze svého okolí.

Jedním z klíčových systémů, který tuto komunikaci řídí, je takzvaná Wnt signalizační dráha. Pokud se tento mechanismus „rozladí“, buňky se mohou vymknout kontrole, což potom vede k jejich nekontrolovanému růstu a vzniku nádorů. Zjednodušeně řečeno je to podobné, jako by rádio nedokázalo vyhodnotit signál a místo hudby jenom šumělo.

Vědci z CEITEC a Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity teď popsali klíčový moment této komunikace, která rozhoduje o dalším směru vývoje v buňce. Popsané výsledky sice nemají žádný akutní dopad, nevznikne z nich žádný zázračný lék, ale tento primární výzkum může do budoucna přispět k hledání způsobů, jak tyto procesy u nemocí, jako je rakovina, zpomalit, nebo dokonce úplně zastavit.

Wnt signalizační dráha je mechanismus, který koordinuje miliardy buněk v těle – stojí za tím, že se z jediné buňky vyvine celý organismus, a v dospělosti pak řídí obnovu tkání. Až doposud se ale přesně nevědělo, jak přesně tento mechanismus funguje. Nový výzkum týmů z Masarykovy univerzity (MUNI) nyní popsal, že buňka nereaguje na podněty plynule, ale spíše v režimu ano/ne po překročení určité rozhodovací hranice. „Tento princip mění naše chápání vzájemného fungování buněk, a umožňuje lépe porozumět situacím, kdy se buněčné rozhodování vymkne kontrole a může způsobit rakovinné bujení,“ uvedli autoři výzkumu.

Bod zlomu

Co přesně vědci popsali, není úplně snadné přiblížit, ale lze říci, že proces začíná na povrchu buňky, kde signál zachytí receptor ukotvený v buněčné membráně. Na něj se následně naváže protein DVL, který přenáší informaci dále do buňky. Aby DVL mohl pokračovat dovnitř buňky, musí se nejprve chemicky upravit – na jeho povrchu se začnou hromadit drobné chemické skupiny, které postupně zvyšují jeho záporný náboj.

A právě tady přichází moment, který rozhoduje.

„Zjistili jsme, že protein DVL se chová jako přepínač – svou strukturu změní, jakmile záporný náboj na jeho povrchu překročí určitou prahovou hodnotu. Teprve v tu chvíli přeskupí svou strukturu a umožní další krok v přenosu signálu,“ vysvětluje první autor studie Miroslav Micka. DVL se v tu chvíli uvolní z vazby na receptor a signál se může posunout dál do nitra buňky. Ta tak dostane jasný pokyn, jak má zareagovat – například zahájit dělení nebo změnit svou funkci.

Právě tento důležitý „bod zlomu“, kdy se rozhoduje o dalším osudu signálu, byl dosud jen částečně pochopený: „Vědci sice věděli, kudy signál prochází, ale chápali ho především jako plynulý regulační systém. Naše týmy však ukázaly, že jde spíše o proces založený na náhlé změně po překročení určitého prahu. To je důležité nejen pro pochopení fungování buněk, ale i proto, abychom porozuměli situacím, kdy se tento proces vymkne kontrole,“ doplňují autoři studie.

Právě taková místa, kde se v buněčné signalizaci „láme“ rozhodnutí o dalším postupu, jsou z pohledu medicíny zásadní, protože jejich narušení může odstartovat procesy vedoucí k nádorovému bujení. Lepší znalost procesu naopak na druhou stranu dláždí pomyslnou cestu k účinnější léčbě.