Il ruolo di Nav1.5 nella progressione del cancro al seno
La ricerca rivela l'impatto di Nav1.5 sulla diffusione del cancro al seno e sugli esiti.
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Indice
- Il Ruolo dei Canali Ionici nel Cancro
- Cos'è Nav1.5?
- Nav1.5 e Diffusione del Cancro
- Obiettivi della Ricerca
- Preparazione dello Studio
- Considerazioni Etiche
- Linee Cellulari e Campioni di Tessuto
- Svolgimento degli Esperimenti
- Modelli Animali
- Analisi del Tessuto Umano
- Misurazione delle Correnti Ioniche
- Risultati Chiave
- Nav1.5 e Risultati Clinici
- Correnti di Membrana nelle Cellule Tumorali
- Acidità Ambientale e Attività di Nav1.5
- Attività Glicolitica
- Implicazioni per il Trattamento
- Ripristino di Farmaci Esistenti
- Direzioni Future
- Comprendere i Meccanismi
- Studi Clinici più Ampi
- Guardare Oltre Nav1.5
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
Il Cancro al seno è un grande problema di salute per le donne in tutto il mondo. È la principale causa di morti legate al cancro tra di loro. Un fattore significativo in queste morti è la diffusione del cancro in altre parti del corpo, noto come metastasi. Purtroppo, i trattamenti attuali sono spesso inefficaci contro questa diffusione. Circa il 20-30% delle donne con cancro al seno in stadio iniziale sviluppa eventualmente metastasi, e una volta che questo accade, non esiste una cura nota. Quindi, trovare trattamenti migliori è fondamentale.
Il Ruolo dei Canali Ionici nel Cancro
Ricerche recenti hanno evidenziato i canali ionici come importanti contributori alla progressione del cancro. In particolare, una famiglia di canali ionici noti come canali sodio a voltaggio (VGSC) risulta essere più attiva in vari tipi di cancro, incluso il cancro al seno. Tra questi canali, Nav1.5 è di particolare interesse.
Cos'è Nav1.5?
Nav1.5 è un sottotipo di VGSC che è stato trovato in quantità maggiori nei tessuti cancerosi rispetto ai tessuti normali del seno. Questo aumento di Nav1.5 è associato a una maggiore possibilità di recidiva del cancro dopo il trattamento e alla diffusione in altre aree.
Nav1.5 e Diffusione del Cancro
Gli studi hanno dimostrato che l'attività di Nav1.5 migliora la capacità delle cellule tumorali di invadere i tessuti circostanti. Lo fa influenzando il modo in cui le cellule interagiscono con l'ambiente. Alcune evidenze suggeriscono che Nav1.5 può aiutare le cellule tumorali a sopravvivere e crescere, soprattutto quando si diffondono in siti lontani.
Obiettivi della Ricerca
Lo scopo degli studi recenti è stato quello di indagare come Nav1.5 influisca sul cancro al seno e chiarire la sua relazione con i risultati oncologici. I ricercatori hanno iniziato a registrare come Nav1.5 funzioni in veri tessuti dei pazienti e in culture di cellule tumorali primarie per la prima volta. Vogliono capire come questo canale contribuisca alla diffusione del cancro, specialmente attraverso cambiamenti nell'acidità dell'ambiente circostante.
Preparazione dello Studio
Considerazioni Etiche
Tutte le ricerche che coinvolgono animali sono state condotte seguendo rigorose linee guida etiche per garantire il loro benessere. I campioni di tessuto umano sono stati ottenuti in conformità con gli standard etici.
Linee Cellulari e Campioni di Tessuto
Sono state utilizzate diverse linee cellulari di cancro al seno nella ricerca, coltivate in un mezzo di crescita specifico. Queste linee cellulari sono state controllate per contaminazione per garantire risultati accurati. I ricercatori hanno anche ottenuto tessuto di cancro al seno da pazienti che avevano subito un intervento chirurgico, utilizzando campioni in eccesso rispetto alle necessità cliniche.
Svolgimento degli Esperimenti
Modelli Animali
Per studiare il cancro al seno, i ricercatori hanno creato modelli animali impiantando cellule di cancro al seno nei topi. Dopo qualche settimana, i tumori sono stati analizzati.
Analisi del Tessuto Umano
I campioni di cancro al seno umano sono stati preparati ed esaminati per misurare come Nav1.5 funzioni nei tessuti vivi. Sono state utilizzate varie tecniche, tra cui la registrazione patch clamp, per indagare come le cellule comunicassero elettricamente e come rispondessero ai cambiamenti nel loro ambiente.
Misurazione delle Correnti Ioniche
I ricercatori hanno registrato le correnti elettriche attraverso le cellule per ottenere informazioni su come funziona Nav1.5. Questo ha comportato la misurazione delle correnti interne ed esterne all'interno delle cellule, concentrandosi in particolare su come queste correnti cambiassero in base alle condizioni delle cellule.
Risultati Chiave
Nav1.5 e Risultati Clinici
Alti livelli di Nav1.5 sono stati collegati a diversi risultati clinici negativi nei pazienti con cancro al seno. È stato associato a tumori più grandi, a un numero maggiore di linfonodi colpiti e a una maggiore possibilità di recidiva del cancro. In generale, i pazienti con alta espressione di Nav1.5 avevano tassi di sopravvivenza più bassi.
Correnti di Membrana nelle Cellule Tumorali
I ricercatori hanno registrato voltaggi nelle cellule di cancro al seno prelevate direttamente dai pazienti. Hanno trovato che alcune cellule avevano correnti interne e esterne sensibili al voltaggio, indicando che queste cellule erano vive e funzionavano fino a un certo punto. Tuttavia, le correnti erano più piccole e più difficili da rilevare del previsto.
Acidità Ambientale e Attività di Nav1.5
Una scoperta sorprendente è stata che l'acidità dell'ambiente tumorale giocava un ruolo nel funzionamento di Nav1.5. In condizioni più acide, la corrente sodica persistente attraverso Nav1.5 aumentava, il che suggerisce che l'ambiente circostante influenza il comportamento di questo canale.
Attività Glicolitica
Il team ha anche scoperto che l'attività di Nav1.5 portava a un aumento della produzione di acido da parte delle cellule, noto come H+. Questo cambiamento nei livelli di acido è correlato a una maggiore Invasione delle cellule tumorali. Lo studio ha suggerito un ciclo in cui l'ambiente acido aumentava ulteriormente l'attività di Nav1.5.
Implicazioni per il Trattamento
I risultati su Nav1.5 offrono una strada promettente per nuovi metodi di trattamento. Se Nav1.5 gioca un ruolo significativo nella diffusione del cancro al seno ed è collegato a risultati negativi, potrebbe essere mirato per la terapia. Farmaci che bloccano Nav1.5 o ne riducono l'attività potrebbero aiutare a rallentare o fermare la progressione del cancro al seno nei pazienti.
Ripristino di Farmaci Esistenti
Alcuni farmaci esistenti già mirano ai VGSC, e ricerche indicano che potrebbero servire come nuove opzioni per il trattamento del cancro al seno. Studi clinici hanno dimostrato che l'uso di questi farmaci potrebbe migliorare la sopravvivenza nei pazienti, rendendoli un potenziale punto focale per ulteriori indagini.
Direzioni Future
Comprendere i Meccanismi
C'è bisogno di ulteriore lavoro per capire esattamente come Nav1.5 influisca sulla progressione del cancro. Anche se il legame tra Nav1.5 e l'invasione aumentata è stabilito, i processi biologici esatti coinvolti richiedono ulteriori esplorazioni. Identificare i percorsi specifici influenzati da Nav1.5 potrebbe portare a terapie più mirate.
Studi Clinici più Ampi
Studi futuri dovrebbero coinvolgere popolazioni di pazienti più ampie per convalidare i risultati relativi all'espressione di Nav1.5. Stabilire connessioni più robuste tra i livelli di Nav1.5, i risultati clinici e le risposte ai trattamenti potrebbe consolidare il suo ruolo come marcatore prognostico.
Guardare Oltre Nav1.5
La ricerca dovrebbe anche esplorare le interazioni tra Nav1.5 e altre proteine nelle cellule tumorali. Comprendere come Nav1.5 lavori insieme ad altri meccanismi cellulari fornirà una visione più completa del suo ruolo nella biologia del cancro.
Conclusione
In sintesi, Nav1.5 è un importante canale ionico che sembra essere legato alla diffusione del cancro al seno e a risultati peggiori per i pazienti. La sua attività è influenzata dall'acidità dell'ambiente tumorale, portando a un'interazione complessa che promuove l'invasione delle cellule tumorali. Mirando a Nav1.5 nelle future terapie, potremmo migliorare le opzioni di trattamento e i risultati per le donne che affrontano il cancro al seno. La ricerca continua su questo canale e i suoi meccanismi aiuterà a tracciare la strada per una migliore comprensione e gestione del cancro al seno.
Titolo: A novel Nav1.5-dependent feedback mechanism driving glycolytic acidification in breast cancer metastasis
Estratto: Solid tumours have abnormally high intracellular [Na+]. The activity of various Na+ channels may underlie this Na+ accumulation. Voltage-gated Na+ channels (VGSCs) have been shown to be functionally active in cancer cell lines, where they promote invasion. However, the mechanisms involved, and clinical relevance, are incompletely understood. Here, we show that protein expression of the Nav1.5 VGSC subtype strongly correlates with increased metastasis and shortened cancer-specific survival in breast cancer patients. In addition, VGSCs are functionally active in patient-derived breast tumour cells, cell lines, and cancer-associated fibroblasts. Knock down of Nav1.5 in a mouse model of breast cancer suppresses expression of invasion-regulating genes. Nav1.5 activity increases glycolysis in breast cancer cells, likely by up-regulating activity of the Na+/K+ ATPase, thus promoting H+ production and extracellular acidification. The pH of murine xenograft tumours is lower at the periphery than in the core, in regions of higher proliferation and lower apoptosis. In turn, acidic extracellular pH elevates persistent Na+ influx through Nav1.5 into breast cancer cells. Together, these findings show positive feedback between extracellular acidification and movement of Na+ into cancer cells which can facilitate invasion. These results highlight the clinical significance of Nav1.5 activity as a potentiator of breast cancer metastasis and provide further evidence supporting the use of VGSC inhibitors in cancer treatment.
Autori: William J Brackenbury, T. K. Leslie, A. Tripp, A. D. James, S. P. Fraser, M. Nelson, N. Sajjaboontawee, M. S. Toss, W. Fadhil, S. C. Salvage, M. Arias Garcia, M. Beykou, E. Rakha, V. Speirs, C. Bakal, G. Poulogiannis, M. Djamgoz, A. P. Jackson, H. R. Matthews, C. L.-H. Huang, A. Holding, S. Chawla
Ultimo aggiornamento: 2024-06-13 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.16.545273
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.16.545273.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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