Subțierea stratului de zahăr al celulelor canceroase ar putea expune tumorile atacului imunitar
Celulele canceroase, asemănătoare unor spioni ce evită detectarea prin costumul lor de camuflaj, sunt acoperite cu un strat bogat de molecule derivate din zahăr, care îi împiedică pe cei din sistemul imunitar să le identifice.
Cercetătorii de la Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute, împreună cu colaboratori din întreaga Americă de Nord, au publicat pe 7 august 2026, în Science Advances, descoperiri ce arată că aceste costume de camuflaj ale celulelor canceroase pot fi rezultatul modificărilor din vecinătatea celulelor imune, a țesutului conjunctiv, a vaselor de sânge, a proteinelor și carbohidraților, denumite microambientul tumorii. Aceștia au găsit o modalitate de a subția acest strat zaharat, permițând sistemului imunitar să recunoască și să elimine celulele canceroase.
Kevin Tharp a observat că celulele supuse presiunii din jur își modifică funcția mitocondrială în moduri surprinzătoare. El a realizat că un loc cheie în care celulele ar experimenta acest tip de presiune fizică este microambientul tumorii.
„Tumorile primare sunt de obicei mai rigide decât țesutul din jur”, a declarat Tharp. „Acest lucru m-a determinat să ipotez că proprietățile biofizice ale celulelor influențează programele metabolice alterate observate în tumorile canceroase.”
Una dintre aceste modificări metabolice, considerată o caracteristică distinctivă a tumorilor, este scăderea metabolismului oxidativ al glucozei. Cercetările anterioare au arătat că aceasta poate fi cauzată de disponibilitatea nutrienților din apropiere și nu este neapărat o calitate intrinsecă a celulelor tumorale.
Tharp și echipa sa au comparat modul în care celulele răspund la o abundență de glucoză atunci când sunt cultivate în medii diferite. Unele celule au fost supuse unor condiții rigide, imitând ceea ce experimentează celulele canceroase în apropierea tumorilor primare, în timp ce altele au fost cultivate în medii mai moi, asemănătoare țesutului normal. Fiecare grup a fost subdivizat pentru a compara două medii de cultură: un mediu de laborator convențional și o formulare mai nouă, proiectată să reflecte compoziția nutritivă a corpului uman. Ambele medii au fost testate cu și fără niveluri ridicate de glucoză pentru a imita impactul hiperglicemiei.
Cercetătorii au descoperit că aceste condiții diferite au modificat proteinele produse de celule, nivelurile de metaboliti din interiorul acestora și grosimea stratului de molecule derivate din zahăr, cunoscut sub numele de glicocalixuri. Este important de menționat că adâncimea acestei bariere protective a crescut doar din cauza excesului de glucoză, sau hiperglicemie, la celulele cultivate în mediul fiziologic.
„Am observat că schimbarea compoziției mediului fiziologic și modificarea metabolitilor disponibili pentru aceste celule tumorale relevă o biologie distinctă pentru metabolismul celulelor normale și tumorale”, a spus Tharp.
Pentru a analiza modul în care caracteristicile culturii celulare au influențat grosimea stratului celulelor canceroase, cercetătorii au studiat modul în care modificările metabolice au alterat elementele de bază ale glicocalixului. Glicocalixul este compus din carbohidrați legați de proteine sau lipide, denumite glicoconjugate. Glucoza oferă adesea materiile prime pentru construcția glicoconjugatelor, astfel că cercetătorii au suspectat că acest proces de asamblare ar fi afectat de modificările metabolismului glucozei sau de hiperglicemie.
„Am găsit o separare clară între glicoconjugatele celulelor cultivate în mediu convențional și cele cultivate într-un mediu care reflectă mai bine compoziția nutritivă a corpului uman”, a declarat Tharp. Hiperglicemia a afectat, de asemenea, compoziția glicoconjugatelor din celule.
Pentru a explora mai departe legătura dintre un surplus de glucoză și grosimea glicocalixului, echipa de cercetare a examinat care proteine devin mai abundente ca răspuns la hiperglicemie. Aceste experimente au indicat o proteină cunoscută sub numele de factor de șoc termic 1 (HSF1) pentru rolul său în protejarea celulelor împotriva temperaturilor ridicate și altor stresuri. HSF1 a fost, de asemenea, asociat cu progresia și metastaza cancerului de sân.
După ce au demonstrat că prezența sau absența HSF1 modifica compoziția glicoconjugatelor din celule, cercetătorii au testat conexiunea dintre hiperglicemie, HSF1, microambientul tumorii și eficiența sistemului imunitar. Rezultatele lor au arătat că hiperglicemia a sporit abilitatea celulelor canceroase de a evita sistemul imunitar doar atunci când HSF1 era prezent în celulele cultivate în condiții ce imită microambientul tumorii. Acest lucru sugerează că dezvoltarea de medicamente care vizează HSF1 ar putea subția glicocalixul și preveni celulele canceroase de la a evita detectarea de către sistemul imunitar.
„Descoperirile noastre indică faptul că modificările funcției mitocondriale conduc la sinteza moleculelor de zahăr de pe suprafața celulară, care îngreunează sistemului imunitar recunoașterea și distrugerea celulelor canceroase”, a spus Tharp. „Acum că știm acest lucru, se deschide o oportunitate enormă pentru descoperirea de medicamente care să îndepărteze învelișul de protecție care le apără de supravegherea imună.”
Tharp subliniază că, având în vedere creșterea incidențelor sindromului metabolic și a diabetului de tip 2, hiperglicemia devine un factor de risc tot mai mare pentru pacienții cu cancer. Deși există cercetări considerabile care leagă nivelurile ridicate de glucoză de un risc crescut de dezvoltare a cancerului și de rezultate clinice mai slabe după tratamentul cancerului, relativ puține studii au examinat mecanismele biologice care conduc la această legătură.
„Ce am descoperit este un mecanism plauzibil prin care hiperglicemia contribuie direct la evaziunea imunității”, a spus Tharp.
„Și, potențial, o modalitate de a elimina un avantaj pro-tumoral asociat cu hiperglicemia provocată de sindromul metabolic și dietele moderne.”
