Objev nového mechanismu, který vnímá mechanické vibrace buněk a řídí buněčnou plasticitu: krok vpřed v porozumění nádorovým metastázám, kmenovým buňkám a onemocněním spojeným se stárnutím
Interdisciplinární výzkum, který společně provedly Ústav molekulární a translační medicíny Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci a Ústav molekulární genetiky Akademie věd České republiky v Praze spolu s výzkumnými ústavy v Miláně, Singapuru a Dánsku, odhalil, že protein ATR, známý svou rolí ochránce DNA a nádorového supresoru, je hnacím motorem buněčné plasticity. Tato zcela nečekaná role má významné důsledky pro pochopení metastazování a kmenových buněk, včetně závažných onemocnění vyššího věku spojených s kmenovými buňkami. Objev, publikovaný 31. července 2014 v časopise Cell, jednom z nejprestižnějších biomedicínských časopisů na světě, vznikl díky mezinárodní spolupráci a spojení pokročilé mikroskopie, molekulární biologie, strojního inženýrství a elektrofyziologických technik.
Buněčná plasticita: buňky ji využívají jako obranný mechanismus i k migraci, molekulární podstata této vlastnosti však zůstává z velké části záhadou. Výzkum, který byl dnes publikován v časopise Cell a probíhal v několika laboratořích pod vedením prof. Marca Foianiho z Milána a prof. Jiřího Bártka z IMTM/UPOL a ÚMG/AV ČR, právě identifikoval protein, který buňkám propůjčuje dar plasticity. Hlavním aktérem tohoto objevu je protein ATR, známý již dříve svou klíčovou rolí senzoru poškození v procesech opravy DNA, a tedy i v potlačování nádorů. Funkcí proteinu ATR je totiž spouštět buněčný „poplach“, který upozorňuje na poškození DNA a aktivuje protein p53, nazývaný „strážce genomu“, neboť udržuje stabilitu genomu tím, že brání vzniku mutací, a tím i rakoviny.
Výzkum s využitím inženýrských technik, publikovaný dnes v časopise Cell, však odhaluje zcela novou roli ATR: kdykoli jsou buňky vystaveny mechanickému stresu, ať už zevnitř jádra (například při změnách kondenzace chromozomů během buněčného cyklu), nebo zvnějšku buňky, ATR zachytí mechanické vibrace, okamžitě se aktivuje a přesune se k jaderné membráně. Tato nově objevená reakce dodává buňce plasticitu, která ji před stresem chrání. ATR by tak měl hlavní úlohu v modulaci buněčné plasticity, důležité schopnosti jak při odpovědi na mechanický stres, tak při migraci, například během metastazování.
To však není vše. Výzkum odhaluje i další nečekaný aspekt, který by mohl mít další důsledky pro výzkum rakoviny: víme, že kmenové buňky mají vysokou míru plasticity, kterou s postupující diferenciací postupně ztrácejí. Autoři objevu publikovaného dnes v časopise Cell předpokládají, že ATR a plasticita kmenových buněk spolu úzce souvisejí. V budoucnu chtějí svůj interdisciplinární výzkum rozšířit jak v oblasti nádorových metastáz, tak v oblasti buněčné diferenciace a zdravotních obtíží spojených se stárnutím a zaměřit se na možné terapeutické využití.