Dodano: 21 marzec 2022r.

Nicienie potrafią „wywęszyć” nowotwory

Nowe badania wykazały, że nicienie potrafią rozróżniać molekuły uwalniane przez zdrowe komórki, jak i komórki nowotworowe. Daje to szansę wykorzystania tych malutkich stworzeń w diagnozowaniu choroby nowotworowej na wczesnym etapie.

Nicienie potrafią „wywęszyć” nowotwory

 

Psy mogą wykorzystać swój niesamowity zmysł węchu do wykrycia różnych form choroby nowotworowej z oddechu, krwi czy moczu. Jak się okazuje, podobną umiejętność posiada także znacznie prostszy organizm - Caenorhabditis elegans. Nicień ten, jak wykazały doświadczenia w laboratorium, potrafi rozróżniać molekuły uwalniane przez zdrowe komórki od komórek nowotworowych i kieruje się w stronę tych drugich.

Caenorhabditis elegans może dorastać do 1 milimetra długości. Zamieszkuje gleby w klimacie umiarkowanym i żywi się mikroorganizmami, w tym bakteriami używanymi w laboratoriach, jak chociażby pałeczką okrężnicy. Te niepozorne stworzenia od lat stosowane są jako organizmy modelowe w badaniach nad procesami starzenia się (Naukowcy przedłużyli życie nicieni o 500 procent, Preparat na długowieczność. Opracowano kombinację leków, która dwukrotnie wydłuża życie nicieni). Teraz badacze opracowali urządzenie, które wykorzystuje te maleńkie organizmy do wykrywania komórek nowotworu płuc. Nicienie w ten sposób mogą przysłużyć się ludzkości jako pomoc w nieinwazyjnym diagnozowaniu nowotworów na wcześniejszym etapie.

Wyniki badań zostały zaprezentowane na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego (ACS) w San Diego.

Nadzwyczajny „węch” nicieni

Wczesna diagnoza choroby nowotworowej ma kluczowe znaczenie dla skutecznego leczenia i znacznie zwiększa szanse na wyzdrowienie. Idealnie byłoby, gdyby metody wykrywania nowotworów były szybkie, łatwe, tanie i bezinwazyjne. Jeśli chodzi o nowotwory płuc, obecnie diagnozowane są za pomocą badań obrazowych lub biopsji, ale te metody często nie pozwalają wykryć guzów na wczesnym etapie.

Naukowcy z koreańskiego Myongji University postanowili wykorzystać na tym polu nicienie, które mają nadzwyczajny „węch”.

- Komórki raka płuc wytwarzają inny zestaw cząsteczek zapachowych niż normalne komórki – mówi kierujący badaniami Shin Sik Choi. - Dobrze wiadomo, że nicienie żyjące w glebie, C. elegans, są przyciągane lub odpychane przez określone zapachy, więc wpadliśmy na pomysł, żeby wykorzystać je do wykrywania raka płuc - dodaje.

Wcześniej inne grupy badawcze zaobserwowały, że nicienie umieszczone na szalkach Petriego w obecności moczu osób chorych na chorobę nowotworową oraz moczu osób zdrowych, pełzły w kierunku próbek moczu pacjentów onkologicznych. Koreańscy badacze wykorzystali to zachowanie nicieni tworząc na tej bazie test.

Nicienie zdiagnozują nowotwór

Badacze wykonali z elastomeru polidimetylosiloksanowego chip, który miał na każdym końcu studzienkę połączoną kanałami z komorą centralną. Na jednym końcu uczeni dodali kroplę pożywki z komórek raka płuc, a na drugim pożywkę z normalnych fibroblastów płuc. W centralnej komorze umieścili nicienie i już po godzinie zaobserwowali, że małe stworzenia pełzną w kierunku pożywki nowotworowej.

Na podstawie kolejnych eksperymentów uczeni ustalili, że ich urządzenie ma około 70 proc. skuteczności w wykrywaniu komórek rakowych w rozcieńczonych podłożach do hodowli komórkowych. To za mało, aby można było użyć go jako testu medycznego, jednak naukowcy chcą zwiększyć czułość metody wykorzystując stworzenia, które już wcześniej były wystawione na działanie komórek rakowych i dzięki temu mają „pamięć” cząsteczek zapachowych specyficznych dla nowotworu.

Gdy zespół zoptymalizuje swój test do wykrywania hodowanych komórek raka płuc, planuje przejść do testowania moczu, śliny, a nawet wydychanego oddechu ludzi. - Będziemy współpracować z lekarzami, aby dowiedzieć się, czy nasze metody mogą wykryć raka płuc u pacjentów we wczesnym stadium – mówi Choi. Naukowcy planują również przetestować urządzenie na innych formach nowotworów.

Koreańscy naukowcy zidentyfikowali też związek, który przyciąga C. elegans do komórek raka płuc – to lotny związek organiczny zwany 2-etylo-1-heksanolem o kwiatowym zapachu. - Nie wiemy, dlaczego C. elegans przyciągają tkanki raka płuc lub 2-etylo-1-heksanol, ale przypuszczamy, że zapachy są podobne do zapachów ich ulubionego pożywienia – mówi Jang.

Docelowo uczeni chcą stworzyć urządzenie wykorzystujące nicienie do diagnozy raka płuc na podstawie próbek moczu lub śliny.


Źródło: ACS, New Scientist, fot. ZEISS Microscopy from Germany, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons