(Ne)milý nádore: Kyslík došel!

Jakým jazykem spolu mluví buňky?
Jakým jazykem spolu mluví buňky?

Zamezíme růstu nádoru a šíření zhoubného bujení - takové léky můžou být důsledkem objevu letošních nobelistů: víme, jak buňky vnímají hladinu kyslíku.

Všechny organismy jsou schopny žít v prostředích s různým obsahem kyslíku. Někdy se změny hladiny kyslíku týkají celého těla, například když vystoupáme do vyšší nadmořské výšky. Někdy se hladina kyslíku mění jen v některých malých částech těla. To se stane ve chvíli, kdy utrpíme zranění a poruší se cévy v daném místě.

Pokud je v prostředí kyslíku méně, spouští se adaptační proces, kterému říkáme „odpověď na hypoxii“. V tu chvíli dochází v lidském těle k několika procesům: utvářejí se nové cévy (angiogeneze), vznikají nové červené krvinky (erytropoéza) a dochází k metabolické adaptaci uvnitř samotných buněk včetně přeměny glukosy doprovázené vznikem energie (glykolýza). 

Co se děje s tělem ve vyšší nadmořské výšce?
Ve vyšší nadmořské výšce se snižuje tlak kyslíku a obtížněji probíhají všechny oxidační děje v těle, proto obtížněji dýcháme. Právě kvůli nižšímu okysličení sportovci trénují ve vyšších nadmořských výškách. V tu chvíli dochází k optimalizaci jejich organismu a ke zvýšení počtu červených krvinek i zvýšení jejich transportní kapacity pro kyslík. Tato optimalizace těla vydrží ještě po dobu 14 dnů po takovém tréninku. Po tuto dobu jsou sportovci schopni podávat vyšší výkony.

Tělo si umí pomoct, když je kyslíku málo…

Cílem těchto procesů je, aby buňka i tělo měly větší užitek z toho mála kyslíku, který je k dispozici. Výzkum nízké hladiny kyslíku (hypoxie) stál u zrodu objevu oceněného letošní Nobelovou cenou za lékařství. Laureáti William G. Kaelin, Jr., Sir Peter J. Ratcliffe a Gregg L. Semanza každý svým dílem přispěli k objevu molekulárního spínače, který se spouští právě při hypoxii.

William Kaelin, Sir Peter Ratcliffe a Gregg Semezna, laureáti Nobelovy ceny za medicínu za rok 2019

Klíčovou roli v něm hraje faktor označovaný zkratkou HIF. „HIF-1α je protein citlivý na kyslík,“ říká Randall Johnson z výboru Nobelových cen, „konkrétně je přítomen, když je kyslíku málo, a vytrácí se, když hladina kyslíku stoupne. Laureáti ukázali, že HIF-1α je přítomen téměř v každé buňce, a je to tudíž součást klíčového regulátoru odpovědi na hladinu kyslíku. Další práce ukázaly, že buňky stále vytvářejí HIF-1α, ale v prostředí s dostatkem kyslíku, takzvané normoxii, se neustále rozbíjí proteozomální degradací.“

...my budeme umět nádoru namluvit, že kyslík už není 

Vědci zhruba před 20 lety popsali, jak tento faktor ovlivňuje aktivitu celé řady genů. Další výzkumy se na základě těchto poznatků snaží vyvinout nové léčebné metody. Ty například při chudokrevnosti chtějí tělu namluvit, že je kyslíku stále nedostatek, aby doplnilo červené krvinky. Zcela opačný postup by potom mohl léčit některé nádory.

Na základě objevu bude možný vývoj léků, které nádoru zastaví přísun kyslíku. To zamezí jeho růstu a šíření.

Nádor není s přísunem kyslíku nikdy spokojený 

Nádor má tendenci růst stále rychleji, proto využívá kyslík jiným způsobem: využije systém, aby přesměroval metabolismus k růstu nádoru a taky aby tvořil nové krevní cévy. Rakovina využívá systém těla, chce stále více kyslíku. Nová léčba by mohla molekulárnímu spínači říct: „to stačí!“. Taková léčba by nádor sice hned nezničila, ale mohla by zastavit jeho růst a šíření.

Spustit audio
autoři: Martin Srb, Marek Kuchařík|zdroj: Český rozhlas