Penemuan mekanisme defensif dapat membantu menghentikan kanker sebelum menyebar.
Sel kanker dengan cepat meningkatkan output energinya saat diperas secara fisik, menurut sebuah penelitian di Komunikasi Alam. Ledakan energi langsung ini adalah respons defensif pertama yang didokumentasikan yang membantu sel memperbaiki sel DNA merusak dan menanggung kondisi yang ramai di dalam tubuh manusia.
Hasilnya membantu menjelaskan bagaimana sel -sel kanker bertahan dari tantangan mekanis seperti merangkak melalui lingkungan mikro tumor, tergelincir ke dalam pembuluh darah berpori, atau menahan kekuatan aliran darah. Mengidentifikasi mekanisme ini dapat menunjukkan strategi yang menahan sel kanker sebelum menyebar.
Para peneliti di Center for Genomic Regulation (CRG) di Barcelona mengungkap efeknya menggunakan mikroskop khusus yang mengompresi sel hidup dengan lebarnya sekitar tiga mikron, kira -kira ketiga puluh diameter rambut manusia. Mereka mengamati bahwa, dalam detik kompresi, mitokondria dalam sel HeLa bergerak ke permukaan nukleus dan memberikan ATP tambahan, sumber energi molekuler yang digunakan oleh sel.
“Ini memaksa kita untuk memikirkan kembali peran mitokondria dalam tubuh manusia. Mereka bukan baterai statis yang menyalakan sel kita, tetapi lebih seperti responden pertama yang gesit yang dapat dipanggil dalam situasi darurat ketika sel-sel secara harfiah ditekan ke batas,” kata Dr. Sara Sdelci, penulis co-koresponden dari penelitian tersebut.
Halo dari mitokondria
Mitokondria membentuk halo yang begitu ketat sehingga nukleus berlesung pipit ke dalam. Fenomena ini diamati pada 84 persen sel kanker HeLa terbatas, dibandingkan dengan hampir tidak ada dalam sel mengambang dan tidak terkompresi. Para peneliti merujuk pada struktur “NAMS,” untuk mitokondria terkait nukleus.
Untuk mengetahui apa yang dilakukan NAMS, para peneliti menggunakan sensor fluoresen yang menyala ketika ATP memasuki nukleus. Sinyal melonjak sekitar 60 persen dalam tiga detik sel yang diperas. “Ini adalah tanda yang jelas bahwa sel-sel beradaptasi dengan ketegangan dan mengubah metabolisme mereka,” kata Dr. Fabio Pezzano, penulis pertama penelitian.
Eksperimen selanjutnya mengungkapkan mengapa Power Surge penting. Peras mekanis membuat DNA berada di bawah tekanan, memotret dan membuat genom manusia kusut. Sel mengandalkan kru perbaikan ATP yang haus untuk melonggarkan DNA dan mencapai lokasi yang rusak untuk memperbaiki kerusakan. Sel -sel yang diperas yang menerima dorongan ekstra dari DNA yang diperbaiki ATP dalam beberapa jam, sementara itu tanpa berhenti membagi dengan benar.
Untuk mengkonfirmasi relevansi untuk penyakit ini, para peneliti juga memeriksa biopsi tumor payudara dari 17 pasien. NAM halo muncul di 5,4 persen nukleus di front tumor invasif versus 1,8 persen pada inti tumor padat, perbedaan tiga kali lipat. “Melihat tanda tangan dalam biopsi pasien ini meyakinkan kami tentang relevansi di luar bangku lab,” jelas Dr. Ritobrata (Rito) Ghose, penulis pertama penelitian ini.
Perancah seluler di belakang nama
Para peneliti juga dapat mempelajari rekayasa seluler yang memungkinkan terburu -buru mitokondria. Filamen aktin, kabel protein yang sama yang membiarkan otot melenturkan, senyawa di sekitar nukleus, sedangkan retikulum endoplasma melempar jaring seperti mesh. Perancah gabungan, penelitian menunjukkan, secara fisik menjebak NAM di tempatnya, membentuk struktur seperti halo. Ketika para peneliti merawat sel dengan latrunculin A, obat yang membongkar aktin, pembentukan NAM runtuh, dan gelombang ATP surut.
Jika sel metastasis bergantung pada lonjakan ATP yang digerakkan oleh NAM, obat-obatan yang menghalangi perancah dapat membuat tumor kurang invasif tanpa meracuni mitokondria secara luas dan menghemat jaringan sehat. “Respons stres mekanis adalah kerentanan sel kanker yang tidak dieksplorasi yang dapat membuka jalan terapeutik baru,” kata Dr. Verena Ruprecht, penulis yang berkoresponden dalam penelitian ini.
Sementara penelitian ini melihat sel -sel kanker, penulis penelitian menekankan bahwa fenomena tersebut kemungkinan merupakan fenomena universal dalam biologi. Sel -sel kekebalan yang meremas melalui kelenjar getah bening, neuron yang memperpanjang cabang, dan sel -sel embrionik selama morfogenesis semuanya mengalami kekuatan fisik yang serupa.
“Di mana pun sel berada di bawah tekanan, peningkatan energi nuklir kemungkinan melindungi integritas genom,” simpul Dr. Sdelci. “Ini adalah lapisan regulasi yang sama sekali baru dalam biologi sel, menandai perubahan mendasar dalam pemahaman kita tentang bagaimana sel bertahan dari periode stres fisik yang intens.”
Reference: “Mitochondria-Derived Nuclear ATP Surge Protects Against Confinement-Induced Proliferation Defects” by Return Ghaose, Fabio Pezzano, Rémi Badia, Savvas Kurtis, Ilir Sheraj, Shubhamay das, Antoni Gañez Zapater, Upamanyu Ghose, Sara Musa-Aafaneh, Lorena Espinar, Albert Coll-Manzano, Katja Parapatics, Saška Ivanova, Paula Sànchez-Fernàndez-De-Landa, Dragana Radivojevikj, Valeria Venturini, Stefan Wieser, Antonio Zorzano, André C. Müller, Verena, dan Sarena Riprecht, 30222, Jully, dan Sarena Riprect, dan Sarena Riprect, dan Sarena. Komunikasi Alam.
Doi: 10.1038/s41467-025-61787-x
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
Ikuti kami di google, temukan, dan berita.
BN Babel
