Ο ρόλος της πρόωρης γήρανσης στρωματικών κυττάρων στην καρκινογένεση
Authors: Παπαδοπούλου Αδαμαντία 
Published: September 2021

Η κυτταρική γήρανση θεωρείται ένας ισχυρός αντικαρκινικός μηχανισμός. Παρόλα αυτά πληθαίνουν διαρκώς οι ενδείξεις για τη συμμετοχή του γηρασμένου στρώματος στη διέγερση της ανάπτυξης των επιθηλιακών καρκινικών κυττάρων. Σκοπός, λοιπόν, της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η κατανόηση των μηχανισμών, σε μοριακό και κυτταρικό επίπεδο, που διέπουν τη σχέση όγκου και γηρασμένου στρώματος. Και πιο συγκεκριμένα των στρωματικών πνευμονικών ινοβλαστών των οποίων η γήρανση έχει προκληθεί από την έκθεση των τελευταίων είτε σε χημειοθεραπευτικές ενώσεις είτε σε ακτινοβολία γ, δεδομένου ότι η έκθεση των όγκων σε επαναλαμβανόμενες μη-κυτταροτοξικές δόσεις αντικαρκινικών ενώσεων και ακτινοβολίας γ εφαρμόζεται ευρέως στην αντιμετώπιση των νεοπλασιών κατά τη χημειοθεραπεία και την ακτινοθεραπεία, αντίστοιχα. Η επίδραση αυτής της μορφής στρες στους παρακείμενους στον όγκο στρωματικούς ινοβλάστες καθώς επίσης και η αλληλεπίδραση των τελευταίων με τα επιθηλιακά καρκινικά κύτταρα δεν έχει διερευνηθεί εκτενώς. Για το σκοπό αυτό, πλήρεις καλλιέργειες ανθρώπινων πνευμονικών στρωματικών ινοβλαστών εκτέθηκαν σε επαναλαμβανόμενες μη-κυτταροτοξικές δόσεις ταξόλης, σισπλατίνης, δοξορουβικίνης και STI571. Παρατηρήσαμε ότι μια και μόνο δόση των δυο γενοτοξικών αντικαρκινικών ενώσεων (δοξορουβικίνη, σισπλατίνη) ενεργοποιεί άμεσα το μηχανισμό απόκρισης σε βλάβες του DNA, όπως είδαμε από την ενεργοποίηση του κλασικού ενδοκυτταρικού μονοπατιού απόκρισης σε βλάβες του DNA , ATM/Chk2/p53/p21CIP1/WAF1. Επίσης παρατηρήσαμε ότι η έκθεση των ινοβλαστών σε επαναλαμβανόμενες μη-κυτταροτοξικές δόσεις σισπλατίνης, δοξορουβικίνης, ταξόλης αλλά όχι και STI571 επάγει πρόωρη κυτταρική γήρανση. Τα κύτταρα αυτά εμφανίζουν όλα τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά του γηρασμένου κυττάρου, όπως μορφολογικές αλλαγές, αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, υπερέκφραση των αναστολέων του κυτταρικού κύκλου p21CIP1/WAF1 και p16INK4A , αύξηση της έκφρασης γονιδίων-δεικτών της κυτταρικής γήρανσης καθώς επίσης και επαγωγή του δείκτη κυτταρικής γήρανσης SA-β-Gal. Βρήκαμε μάλιστα ότι ειδικά στην περίπτωση έκθεσης των κυττάρων σε επαναλαμβανόμενες δόσεις ακτινοβολίας γ η επαγωγή πρόωρης γήρανσης εξαρτάται από την έκφραση της πρωτεΐνης p53. Στη συνέχεια μελετήθηκε ο ρόλος των πρόωρα γηρασμένων από χημειοθεραπευτικές ενώσεις πνευμονικών ινοβλαστών στην ανάπτυξη των ανθρώπινων πνευμονικών καρκινικών κυττάρων Α549. Βρήκαμε ότι το εθισμένο μέσο από νεαρούς και πρόωρα γηρασμένους από τις χημειοθεραπευτικές ενώσεις ανθρώπινους πνευμονικούς ινοβλάστες δεν επηρεάζει σημαντικά την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. Παράλληλα κατά τα πειράματα με συγκαλλιέργειες παρατηρήθηκε μικρή διέγερση της ανάπτυξης των καρκινικών κυττάρων όταν αυτά καλλιεργηθούν παρουσία ινοβλαστών πρόωρα γηρασμένων από δοξορουβικίνη, σισπλατίνη ή ταξόλη. Αντίθετα, από τις in vivo μελέτες σε ανοσοκατασταλμένα ποντίκια παρατηρήσαμε ότι παρουσία των γηρασμένων τόσο από ταξόλη όσο και από δοξορουβικίνη πνευμονικών ινοβλαστών διεγείρεται έντονα η ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων και σχηματίζονται μεγάλοι συμπαγείς όγκοι και με ένα καλά αναπτυγμένο δίκτυο αιμοφόρων αγγείων. Αποδείξαμε παράλληλα, όσον αφορά στους πρόωρα γηρασμένους από ακτινοβολία γ πνευμονικούς ινοβλάστες, ότι η διέγέρση της ανάπτυξης του όγκου in vivo οφείλεται εν μέρει στην έκκριση μεταλλοπρωτεασών από τα γηρασμένα κύτταρα. Τα παραπάνω αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι η επαγωγή πρόωρης κυτταρικής γήρανσης αποτελεί μια σημαντική παρενέργεια της χημειοθεραπείας. Τέλος, επιχειρήσαμε να μελετήσουμε το ρόλο των χημειοθεραπευτικών ενώσεων στη γήρανση και την ικανότητα διαφοροποίησης των ανθρώπινων στελεχιαίων μεσεγχυματικών κυττάρων του μυελού των οστών (hMSC). Στα πλαίσια αυτής της μελέτης παρατηρήσαμε ότι τόσο η σισπλατίνη και η δοξορουβικίνη όσο και η ταξόλη επάγουν πρόωρη γήρανση στα hMSC και επηρεάζουν αρνητικά την ικανότητα των τελευταίων να διαφοροποιούνται προς λιποκύτταρα, οστεοβλάστες και χονδροκύτταρα. Όλα τα παραπάνω στοιχεία συνάδουν με την υπόθεση ότι τόσο η αναπαραγωγική όσο και η πρόωρη κυτταρική γήρανση που επάγεται από στρες επηρεάζουν άμεσα την ιστική ομοιοστασία.