L'impatto del cisplatino sulla salute dei nervi nei sopravvissuti al cancro
La ricerca esplora il trasferimento di mitocondri per aiutare il recupero dei nervi dopo il trattamento con cisplatino.
Richard Hulse, B. Owen, J. Corbett, M. Paul-Clark
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Indice
- Come il Cisplatino Influisce sui Nervi
- Scopo della Ricerca
- Considerazioni Etiche
- Culture Cellulari Utilizzate nella Ricerca
- Trattamento con Farmaci ed Esperimenti
- Imaging di Cellule Vive
- Analisi dei Dati
- Risultati su Cisplatino e Neuroni
- Il Ruolo della Connexina 43
- Trasferimento Mitocondriale e Crescita dei Neuriti
- Importanza dei Risultati
- Conclusione
- Fonte originale
Il Cisplatino è un comune farmaco chemioterapico usato per trattare il cancro sia nei bambini che negli adulti. Anche se ha aiutato molti pazienti a vivere più a lungo, soprattutto i bambini malati di cancro, può anche causare seri effetti collaterali. Negli ultimi anni, il tasso di sopravvivenza per i bambini con cancro è aumentato all'86%, ma molti sopravvissuti affrontano problemi di salute a lungo termine a causa dell'impatto della chemioterapia sul loro corpo.
Uno dei principali effetti collaterali è la neuropatia sensoriale periferica indotta da chemioterapia (CIPN). Questa condizione colpisce circa il 70% dei bambini che sopravvivono al trattamento contro il cancro, portando a sintomi che possono comparire molto tempo dopo la fine del trattamento. Questi sintomi possono includere dolore, intorpidimento e formicolio nelle mani e nei piedi, e possono compromettere gravemente la qualità della vita di una persona. Inoltre, la CIPN può portare ad altri problemi come ansia, depressione, difficoltà uditive, problemi di concentrazione e affaticamento.
Come il Cisplatino Influisce sui Nervi
Il cisplatino danneggia le cellule nervose, in particolare quelle che ci aiutano a percepire le sensazioni. Questo danno avviene perché il farmaco danneggia i Mitocondri delle cellule, che sono fondamentali per fornire energia alle cellule. Quando i mitocondri non funzionano bene, i Neuroni non possono operare correttamente.
Quando il cisplatino entra nel corpo, crea molecole reattive che possono danneggiare ulteriormente le cellule nervose. Queste molecole reattive attaccano i mitocondri, causando danni e perdita cellulare. Di conseguenza, i neuroni sensoriali, responsabili dell'invio di segnali riguardo il tatto, il dolore e la temperatura, iniziano a indebolirsi. Questo porta a dolore e disagio a lungo termine.
Scopo della Ricerca
Questo studio si propone di capire se introdurre mitocondri sani da un altro tipo di cellula, chiamata monocita, può aiutare a riparare i neuroni sensoriali danneggiati. Vogliamo anche capire come questi mitocondri si trasferiscono dai monociti ai neuroni danneggiati. L'obiettivo è scoprire nuovi modi per aiutare a ridurre il dolore cronico nelle persone che hanno fatto chemioterapia da bambini.
Considerazioni Etiche
Tutti gli esperimenti sugli animali in questo studio sono stati approvati da un comitato locale che garantisce il benessere animale. Gli animali hanno ricevuto cure adeguate e una dieta normale durante la ricerca.
Culture Cellulari Utilizzate nella Ricerca
In questo studio, abbiamo usato due tipi di cellule: cellule di neuroblastoma (SH-SY5Y) e neuroni primari prelevati da topi. Le cellule SH-SY5Y sono state coltivate in una soluzione nutriente speciale per mantenerle sane. I neuroni primari sono stati isolati dai gangli della radice dorsale dei topi, che sono gruppi di corpi cellulari nervosi. Sono stati trattati per aiutarli a crescere in un ambiente di laboratorio.
Trattamento con Farmaci ed Esperimenti
Entrambi i tipi di cellule sono stati trattati con una soluzione senza farmaco (veicolo) o con cisplatino. I trattamenti sono durati per periodi diversi, da poche ore a un giorno intero. Le cellule monocitarie, che erano state contrassegnate con un colorante speciale per mostrare i loro mitocondri, sono state poi aggiunte alle culture di neuroblastoma e neuroni primari.
Abbiamo osservato attentamente come le cellule reagivano ai trattamenti. Abbiamo esaminato i cambiamenti nella funzione e nella struttura cellulare, concentrandoci su quanto bene funzionavano i mitocondri nelle cellule nervose colpite.
Imaging di Cellule Vive
Per vedere come interagivano le cellule, abbiamo utilizzato un microscopio speciale per scattare foto delle cellule in azione. Questo ci ha aiutato a osservare come i mitocondri provenienti dai monociti venivano assorbiti dai neuroblastoma e dai neuroni primari nel tempo.
Analisi dei Dati
Dopo aver scattato le foto, abbiamo analizzato le immagini per misurare quanto bene funzionavano i mitocondri e quanti neuroni crescevano. Abbiamo utilizzato metodi statistici per assicurarci che le nostre scoperte fossero accurate e non dovute al caso. Confrontando le cellule trattate con quelle che avevano ricevuto solo il veicolo, abbiamo potuto vedere gli effetti del cisplatino e i potenziali benefici dei mitocondri derivati dai monociti.
Risultati su Cisplatino e Neuroni
La nostra ricerca ha mostrato che il cisplatino danneggia i mitocondri nelle cellule di neuroblastoma. Quando abbiamo trattato queste cellule con il cisplatino, c'è stata una diminuzione evidente nella funzione mitocondriale. Questo ha indicato che il farmaco ha colpito in modo significativo la capacità delle cellule di generare energia.
Quando i monociti sono stati aggiunti alle cellule di neuroblastoma danneggiate, abbiamo notato un miglioramento della salute mitocondriale, soprattutto quando quei monociti non erano stati trattati con il cisplatino. Tuttavia, quando il cisplatino è stato somministrato ai monociti prima che venissero aggiunti alle cellule di neuroblastoma, non si è vista alcuna miglioria.
Abbiamo anche studiato le culture di neuroni primari per vedere se gli stessi risultati si applicavano. L'aggiunta di mitocondri derivati da monociti sembrava aiutare i neuroni danneggiati a recuperare parte della loro funzione e struttura.
Il Ruolo della Connexina 43
Nel nostro studio, abbiamo notato che una proteina chiamata connexina 43 ha giocato un ruolo fondamentale nel trasferimento dei mitocondri dai monociti ai neuroni danneggiati. Questa proteina aiuta a formare percorsi che consentono la comunicazione tra le cellule, rendendo possibile il trasferimento mitocondriale.
Quando abbiamo bloccato la connexina 43 utilizzando un trattamento speciale chiamato Gap-19, abbiamo scoperto che il trasferimento dei mitocondri era ridotto. Questo ha dimostrato che la connexina 43 è essenziale per il processo di guarigione e potrebbe essere un nuovo obiettivo per il trattamento.
Trasferimento Mitocondriale e Crescita dei Neuriti
Quando abbiamo esaminato la crescita delle estensioni delle fibre nervose (chiamate neuriti) nei neuroni trattati, abbiamo scoperto che quelli che avevano ricevuto mitocondri dai monociti mostravano un notevole miglioramento nella crescita rispetto a quelli che non l'avevano fatto. Tuttavia, quando abbiamo bloccato la connexina 43, gli effetti positivi sono stati ridotti.
Esperimenti aggiuntivi hanno confermato che il trasferimento di mitocondri sani dai monociti ha aiutato a proteggere i neuroni dai danni causati dal cisplatino, portando a una migliore salute complessiva delle cellule nervose.
Importanza dei Risultati
La nostra ricerca sottolinea l'importanza dei mitocondri nel supportare la salute dei neuroni, specialmente dopo che sono stati danneggiati dalla chemioterapia. La capacità dei monociti di donare mitocondri sani può essere una strategia promettente per trattare il dolore cronico nei sopravvissuti al cancro.
Comprendendo come le cellule possono aiutarsi a vicenda a recuperare, potremmo sviluppare nuovi trattamenti per le persone che soffrono degli effetti a lungo termine del trattamento oncologico. Ridurre il dolore cronico e ripristinare la funzione normale delle cellule nervose può migliorare significativamente la qualità della vita di chi è colpito.
Conclusione
Il cisplatino è un trattamento efficace contro il cancro, ma porta con sé effetti collaterali significativi, soprattutto per i giovani sopravvissuti al cancro. Questo studio enfatizza il potenziale di utilizzare mitocondri sani dai monociti per aiutare a riparare i danni causati dal cisplatino nei neuroni sensoriali. La scoperta del ruolo della connexina 43 nel trasferimento mitocondriale apre nuove possibilità per affrontare il dolore cronico nei sopravvissuti al cancro. Ulteriori ricerche potrebbero portare a nuove terapie che migliorerebbero significativamente la vita di coloro che sono stati colpiti dai danni neurologici indotti dalla chemioterapia.
Titolo: Connexin 43 mediated mitochondrial transfer prevents cisplatin induced sensory neurodegeneration.
Estratto: Platinum based chemotherapeutics cisplatin are front-line treatments for paediatric and adult cancer. Despite advancements in medical interventions chemotherapy-induced peripheral sensory neuropathy is a common adverse health related complication that can persist for the long-term and impacts upon individuals quality of life. Recently, the causes of chemotherapy induced sensory neurodegeneration has been linked to sensory neuronal mitochondrial dysfunction. Here this study investigated cisplatin induced sensory neurodegeneration and how donation of monocytic mitochondria to recipient cisplatin damaged dorsal root ganglia (DRG) sensory neurons prevent platinum-based chemotherapy-induced sensory neurotoxicity. Neuronal cell line, SH-SY5Y, or mouse DRG sensory neurons were treated with either vehicle or cisplatin, and co-cultured with mitotracker-labelled THP1 monocytes. Cisplatin induced dysmorphic mitochondria and shifted to a glycolytic dependent energy production, with diminishment in oxidative phosphorylation in cisplatin treated dorsal root ganglia sensory neurons. DRG sensory neurons exposed to cisplatin were recipients of monocyte mitochondria indicated by increased intracellular mitotracker fluorescent labelling. Mitochondrial transfer to sensory neurons was neuroprotective by preventing neurite loss and neuronal apoptosis. Vehicle treated DRG sensory neurons did not demonstrate significant mitochondrial uptake. Furthermore, cisplatin induced mitochondrial transfer was prevented by pharmacological inhibition of gap junction protein, connexin 43. Connexin 43 inhibition led to reduced neuroprotective capacity via mitochondrial transfer. These findings demonstrate that monocytic mitochondria transfer to DRG sensory neurons damaged by cisplatin is dependent upon gap junction intercellular communication to promote sensory neuronal survival. This novel process in sensory neuronal protection is a potential novel therapeutic intervention for alleviating neuropathic pain in individuals treated for cancer.
Autori: Richard Hulse, B. Owen, J. Corbett, M. Paul-Clark
Ultimo aggiornamento: 2024-10-26 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620120
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620120.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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