Cum poate fi dezactivată „superputerea” celulelor canceroase? Folosind o nouă abordare terapeutică, ce nu atacă direct cancerul, ci îl împiedică să devină mai puternic prin dezactivarea mecanismelor de supravieţuire a tumorilor, cercetătorii au reuşit să dubleze eficienţa chimioterapiei, oprind capacitatea celulelor canceroase de a se adapta şi de a rezista la tratament.
Cercetătorii de la Universitatea americană Northwestern au dezvoltat o strategie complet nouă în tratamentul cancerului, reuşind să dubleze eficienţa chimioterapiei în experimentele pe animale.
În loc să atace direct celulele canceroase, această strategie unică le împiedică să evolueze pentru a rezista tratamentului, ceea ce face boala mai uşor de combătut cu medicamente deja existente.
Abordarea a eliminat aproape complet cancerul în culturi celulare şi a crescut semnificativ eficienţa chimioterapiei într-un model de şoarece cu cancer ovarian uman.
Studiul a fost publicat marţi, în revista Proceedings of the National Academy of Sciences-PNAS.
„Celulele canceroase sunt mari maestre ale adaptării. Acestea se pot adapta la aproape orice. Mai întâi, învaţă cum să evite sistemul imunitar, apoi cum să se adapteze la chimioterapie, imunoterapie şi radioterapie. Odată ce dezvoltă rezistenţă, trăiesc mai mult şi acumulează mutaţii. Nu ne-am propus să distrugem direct celulele canceroase, ci să le anihilăm superputerea, capacitatea înnăscută de a se adapta, de a se schimba şi de a se sustrage apărării organismului”, explică Vadim Backman, coordonatorul studiului, citat într-un comunicat.
Cancerul prezintă numeroase trăsături specifice, însă toate converg către un aspect fundamental: capacitatea sa remarcabilă de a supravieţui. Chiar şi în faţa unor tratamente medicale intense şi agresive, celulele canceroase reuşesc adesea să supravieţuiască.
Deşi mutaţiile genetice joacă un rol în dezvoltarea rezistenţei la tratament, ele nu apar suficient de rapid pentru a justifica viteza cu care cancerul reacţionează şi se adaptează sub presiunea terapiei.
O serie de studii anterioare conduse de prof. Backman au dus la descoperirea unui mecanism fundamental: modul în care este organizat materialul genetic, cromatina, dictează capacitatea cancerului de a se adapta şi de a supravieţui. Cromatina, formată din ADN, ARN şi proteine, determină ce gene sunt exprimate sau suprimate.
Pentru ca cei doi metri de ADN să încapă în spaţiul extrem de restrâns al nucleului celular, cromatina este strâns împachetată. Folosind tehnici avansate de imagistică, simulări şi experimente biologice, echipa a descoperit că arhitectura tridimensională în care este organizat şi pliat materialul genetic nu doar reglează ce gene sunt activate şi cum reacţionează celula la stres, ci îi permite acesteia să „păstreze o amintire” a genelor pe care le-a activat, sub forma unei amprente fizice stocate chiar în modul în care este aranjat materialul genetic în interiorul nucleului.
Această organizare a materialului genetic funcţionează ca un sistem care „învaţă” din experienţele celulei. Structura cromatinei se rearanjează mereu în mii de zone foarte mici, iar fiecare dintre ele păstrează informaţii despre ce gene au fost activate în trecut, o formă de memorie celulară.
Pe parcursul vieţii, aceste zone se formează, se consolidează sau se modifică, iar dacă acest proces se dereglează, pot apărea boli precum cancerul, Alzheimer sau semnele îmbătrânirii. În cancer, această organizare devine haotică, iar celulele capătă o flexibilitate mai mare, adică învaţă şi se adaptează mai uşor, reuşind astfel să reziste.
În acest studiu, cercetătorii au dezvoltat un model pe calculator bazat pe principii fizice, care analizează modul în care este organizată cromatina şi cum influenţează aceasta capacitatea celulelor de a rezista la chimioterapie.
Folosind acest model pe mai multe tipuri de celule canceroase şi medicamente, ei au reuşit să estimeze cu precizie dacă celulele vor supravieţui tratamentului chiar înainte de începerea terapiei.
Pornind de la ideea că împachetarea cromatinei este esenţială pentru supravieţuirea cancerului, echipa a testat sute de medicamente deja existente pentru a identifica compuşi care pot modifica fizic mediul nucleului celulei.
Cercetătorii au ales celecoxib, un antiinflamator aprobat de Administraţia pentru Alimente şi Medicamente (FDA) din SUA, folosit în artrită şi boli cardiovasculare, care are ca efect secundar modificarea împachetării cromatinei.
„Mai multe medicamente, printre care şi celecoxib, au capacitatea de a influenţa modul în care este organizat materialul genetic în nucleul celulei şi de a reduce flexibilitatea celulelor canceroase, adică abilitatea lor de a se adapta şi de a deveni rezistente. Asta înseamnă că putem combina aceste medicamente cu chimioterapia pentru a o face mai eficientă. Ideea importantă nu este neapărat medicamentul în sine, ci faptul că această abordare funcţionează, celecoxib doar demonstrează că strategia este posibilă”, a explicat prof. Backman.
Studiul deschide noi căi terapeutice care pot completa tratamentele existente, notează autorii, care propun ca celecoxib şi alte medicamente similare să fie clasificate drept reglatori ai plasticităţii transcripţionale (TPR), o nouă clasă de medicamente care modifică modul de organizare a cromatinei pentru a preveni adaptarea cancerului.
Plasticitatea transcripţională reprezintă capacitatea unei celule de a-şi schimba rapid activitatea genelor, adică de a activa sau dezactiva diferite gene în funcţie de condiţiile din jur. În cazul cancerului, această flexibilitate permite celulelor să se adapteze uşor la tratamente şi să devină rezistente.
În combinaţie cu chimioterapia standard, medicamentul utilizat a crescut semnificativ rata de distrugere a celulelor canceroase. În modelul de şoarece cu cancer ovarian, combinaţia paclitaxel-celecoxib a redus rata de adaptare a celulelor canceroase şi a îmbunătăţit inhibarea tumorii faţă de monotorapia standard (paclitaxel).
Rândul de sus arată celule canceroase netratate, iar rândul de jos arată celule tratate cu chimioterapie. Coloana din stânga prezintă nucleul în întregime, în timp ce cea din dreapta este o imagine mărită a unei porţiuni din nucleu. Celulele netratate prezintă aglomerări mai mari, care corespund modului de împachetare a cromatinei, în timp ce celulele tratate cu chimioterapie au multe aglomerări, dar de dimensiuni mult mai mici. Celulele care reuşesc să evite efectele chimioterapiei au mai multe zone de împachetare şi, posibil, o suprafaţă mai mare disponibilă pentru exprimarea genelor.
Credit: Laboratorul Vadim Backman / Northwestern University, 22 iulie 2025
Această strategie ar putea permite medicilor să reducă dozele de chimioterapie fără a pierde eficienţa tratamentului, diminuând astfel efectele secundare pentru pacienţi.
„Chimioterapia este extrem de dură pentru organism. Unii pacienţi aleg să o evite, nu vor să sufere doar pentru a trăi câteva luni în plus. Poate că reducerea suferinţei i-ar putea face să ia o altă decizie”, a mai spus prof. Backman.
Deşi aceste cercetări s-au axat pe cancer, autorii consideră că modificarea modului de organizare a cromatinei ar putea fi cheia şi pentru alte boli complexe, precum cele cardiovasculare sau neurodegenerative.
Deşi toate celulele unui organism au acelaşi genom, există sute de tipuri de celule, fiecare cu funcţii diferite. Memoria transcripţională specifică tipului celular este cea care dictează funcţia şi cooperarea acestora.
Fiecare tip de celulă din organism are o „memorie” care îi spune ce gene trebuie să activeze. Această memorie transcripţională determină ce rol are celula şi cum trebuie să colaboreze corect cu celelalte celule din corp.
Prof. Backman consideră că multe boli nu apar doar din cauza unor modificări genetice, ci şi pentru că unele celule „uită” ce gene trebuie să activeze ca să funcţioneze normal. De exemplu, atunci când celulele nervoase îşi pierd „memoria” despre ce gene trebuie să folosească, acest lucru poate fi un semn timpuriu al apariţiei bolilor neurodegenerative.
Sub stres, celulele pot uita ce gene trebuie să activeze, iar o activare incorectă devine noua memorie celulară, conducând la disfuncţie sau boli. Reprogramarea cromatinei ar putea restabili memoria corectă şi funcţia celulară normală, mai spun autorii acestei cercetări.
