Slovenska znanstvenica z raziskavami prilagajanja celic na stres do boljšega zdravljenja raka

Vsako leto 4. februarja obeležujemo svetovni dan boja proti raku, ki je namenjen ozaveščanju o raku ter spodbujanju preprečevanja, odkrivanja in zdravljenja te bolezni, za katero v svojem življenju zboli skoraj vsak peti človek. Z raziskovanjem raka se ukvarja tudi slovenska veterinarka, ki jo v prvi vrsti zanima, kako so pri različnih sesalcih moške spolne celice oz. semenčice zaščitene pred stresom in zakaj ter kako se te zaščitni mehanizmi aktivirajo med nastankom raka.

Ker so namreč spolne celice odgovorne za prenašanje dednih informacij med generacijami in tako ključne za ohranitev živalske vrste, so po njenih besedah v telesu še posebno zaščitene.

Kljub dobri zaščiti pa tako na moške kot ženske spolne celice lahko vplivajo številni okoljski dejavniki, kot so prehrana, sevanje, temperatura, stres, ki lahko povzročijo spremembe v samih genih ali njihovemu izražanju, pravi Fon Tacer, sicer docentka na Fakulteti za veterinarsko medicino na Tehnični Univerzi v Teksasu in ustanovna direktorica Teksaškega centra za primerjalne raziskave raka.

Te spremembe se, kot poudarja, lahko prenašajo tudi na potomce in vplivajo na njihovo zdravje. "Različni stresni dejavniki pomembno prispevajo tudi k nastanku raka, kako dobro se nanje prilagodijo celice, pa vpliva na agresivnost bolezni in tudi na odziv na terapijo," je pojasnila za STA.

Evolucijsko so se verjetno razvili različni mehanizmi za zaščito spolnih celic v neugodnih razmerah

Z zadnjimi raziskavami fizioloških procesov nastanka moških spolnih celic je Fon Tacer s sodelavci prišla do odkritja, da so se verjetno evolucijsko razvili različni načini, ki spolnim celicam omogočijo preživetje v neugodnih razmerah in s tem ohranijo plodnost samcev. Pokazali so, da vsaj nekatere mehanizme uravnavajo zanimivi proteini, imenovani melanomski antigeni (MAGE).

"Te so pri zdravem odraslem moškem prisotni samo v spolnih celicah, se pa pogosto aktivirajo pri različnih rakavih obolenjih, zato jih imenujemo tudi tumorsko modni antigeni," je pojasnila.

Na modelu mišk so s pomočjo tehnologije urejanja genoma CRISPR že leta 2021 dokazali, da proteini MAGE sicer niso potrebni za plodnost samcev v ugodnih pogojih, ki pa jih v naravi nikoli ni, so pa ključni v stresnem obdobju. Kot je pojasnila, v neugodnih pogojih, kot je na primer pomanjkanje hrane, pomagajo ohraniti kakovost spolnih celic in plodnost samcev in so zato evolucijsko ključnega pomena.

Rezultati pa so prav tako pokazali, da jih lahko prevzamejo tudi rakave celice, kar jim omogoča boljšo in hitrejšo rast ter zaščito in odpornost proti terapijam, kot je kemoterapija. Kot je dodala, so ti proteini zelo pogosto izraženi pri težko ozdravljivih rakih s slabšo prognozo. "Pri raku pljuč bo na primer kar približno 30 do 40 odstotkov tumorjev izražalo te proteine," je izpostavila.

"Rakaste in spolne celice, ki si sicer delijo različne stresne dejavnike, ki so jim izpostavljene, so torej najbrž razvile podobne zaščitne mehanizme. Dobro poznavanje teh pa bo ključno za njihovo uspešno targetiranje pri rakastih obolenjih," je poudarila.

Melanomski antigeni zanimiva, a hkrati težka tarča za zdravljenje raka

Proteini MAGE so namreč po njenih besedah ena od najbolj pogostih tarč tumorskih cepiv in drugih imunoterapij za zdravljenje raka. Od njihovega odkritja v 90. letih prejšnjega stoletja jih znanstveniki preučujejo predvsem za ta namen.

Ker so proteini tako specifično izraženi samo v spolnih celicah, so namreč, kot poudarja, zelo zanimiva tarča za zdravljenje raka. Vendar pa so zaradi svoje zmožnosti, da rakavim celicam omogočajo odpornost proti terapijam, hkrati tudi zelo težka tarča. Kljub temu, da raziskave na tem področju potekajo že več kot 40 let, do sedaj, kot pravi, razvite terapije zaradi svoje neučinkovitosti in toksičnosti še niso prestale kliničnih testiranj.

"Čeprav se večina raziskav osredotoča na preučevanje tega, kako proteine bolje targetirati, pa v naši raziskovalni skupini ubiramo drugačen pristop in preučujemo, kaj je pravzaprav njihova primarna vloga. Šele ko bomo namreč dobro poznali njihovo biologijo, bomo lahko bolje razvijali tudi učinkovitejše terapije raka," je dejala Fon Tacer.

V svojih nadaljnjih raziskavah želi dosedanja dognanja nadgraditi, predvsem pa ugotoviti, kako molekularne mehanizme zaščitnih poti proti stresu prevzamejo rakave celice in na kakšen način bi se jih lahko uporabilo pri zdravljenju raka pri ljudeh in živalih.

Za boljše razumevanje in zdravljenje raka je pomembno preučevanje, kako se ta bolezen pojavlja in poteka pri živalih

Pri svojem raziskovalnem delu se Fon Tacer in njeni znanstveni kolegi poslužujejo primerjalnega pristopa. Zanimajo jih tako podobnosti kot razlike med različnimi sesalskimi vrstami. Po njenih besedah preučevanje raka pri živalih in odkrivanje molekularnih poti v različnih sesalskih vrstah odpirata vrata za boljše razumevanje in zdravljenje rakov tudi pri ljudeh.

"Lipicanci so na primer zelo nagnjeni k razvoju kožnega raka oz. melanoma. Skoraj vsak siv ali bel konj, star 15 let in več, ga razvije, vendar pa ti zanje niso tako nevarni, saj napredujejo počasneje kot pri ljudeh. Nas zelo zanima, zakaj je melanom pri ljudeh bolj agresiven in kakšno vlogo imajo pri tem proteini MAGE," je pojasnila.

Leta 2021 je Fon Tacer tudi ustanovila Teksaški center za primerjalne raziskave raka, v katerem v biološko banko sistematično zbirajo tako živalske tumorske vzorce kot tudi vzorce živalskih zdravih tkiv. "Ti so tako dostopni ne samo nam, ampak tudi ostalim raziskovalcem, kar je velika prednost, saj je še posebej v veterinarski medicini dostopnost do živalskih tumorskih modelov po navadi slaba," je opozorila.

Kljub temu, da deluje v tujini, ostaja povezana s Slovenijo
        
Fon Tacerjeva je diplomirala na Veterinarski fakulteti Univerze v Ljubljani (UL) ter magistrirala in doktorirala na Medicinski fakulteti UL. Podoktorsko izobraževanje pa je nadaljevala v Teksasu in Tennesseeju (ZDA). Leta 2020 je prejela prestižno nagrado CPRIT, ki ji jo je podelil Teksaški inštitut za preprečevanje in raziskovanje raka in ji s tem omogočil financiranje raziskav.

Kljub temu, da še vedno deluje v tujini, pa ostaja povezana s Slovenijo in UL. Med drugim kot gostujoča mentorica Ameriško-slovenske izobraževalne fundacije (ASEF) vsako leto sprejme slovenske študente in sodeluje pri izvedbi magistrskih nalog študentov UL. Je tudi predsednica Svetovne mreže Univerze v Ljubljani (SMUL), ki združuje predvsem z UL povezane slovenske znanstvenike, profesorje in druge ugledne osebnosti, delujoče v akademskem, raziskovalnem in razvojnem okolju v tujini.

Po njenem mnenju je predvsem mladim raziskovalcem potrebno omogočiti, da svoja znanja dopolnjujejo in razvijajo v tujini. "To ti namreč omogoči, da se razvijaš, da spoznaš različne ljudi. Ti stiki so pomembni karierno, še bolj pa osebnostno, saj ti razširijo pogled na svet in kar je še pomembneje, strpnost do drugačnosti," je poudarila.

Dodala pa je, da je po drugi strani potrebno tudi ohranjati stik s svojo domovino. "Raziskovalci, ki smo se odločili za karierno pot v tujini, si to pravzaprav tudi sami želimo. Mislim, da zunaj domačih meja spoznamo in začnemo še bolj ceniti vrednost izobrazbe, ki nam je bila doma dostopna in nam je omogočila iskanje novih priložnosti v tujini. Zato želimo domovini pomagati in ji na nek način vrniti nazaj tisto, kar smo sami dobili od nje," je še povedala.