Studi mengaitkan protein yang disekresikan oleh pembuluh darah dengan kanker yang resistan terhadap obat

Kanker merupakan salah satu penyebab kematian terbanyak di seluruh dunia. Salah satu alasan utama mengapa kanker merupakan penyakit yang mematikan adalah kemampuan sel kanker untuk menjadi resistan terhadap obat-obatan.

Setelah puluhan tahun melakukan penelitian medis, para ilmuwan akhirnya memahami bahwa tumor ganas sering kali mengandung populasi sel khusus yang disebut sel punca kanker (CSC). Seperti sel punca normal, CSC dapat mereplikasi diri dan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel di dalam tumor, yang berperan penting tidak hanya dalam pertumbuhan dan metastasis tumor, tetapi juga dalam pengembangan resistensi obat.

Sayangnya, pengembangan terapi yang secara langsung menargetkan sel-sel kanker serviks terbukti sulit mengingat kemampuan mereka untuk beradaptasi dan berkembang biak kembali. Oleh karena itu, beberapa peneliti mengalihkan perhatian mereka ke pembuluh darah dalam jaringan tumor.

Selama beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah menemukan bahwa subpopulasi sel endotel tertentu (sel yang melapisi pembuluh darah) mengeluarkan faktor angiokrin yang mengatur proliferasi dan pematangan sel punca. Memahami sel mana yang menghasilkan faktor-faktor ini dan apa fungsinya dalam lingkungan mikro tumor, pada gilirannya, dapat mengarah pada pengembangan terapi kanker baru.

Terhadap latar belakang ini, tim peneliti dari Jepang, termasuk Profesor Hiroyasu Kidoya dan Dr. Yumiko Hayashi dari Departemen Biologi Vaskular Integratif, Fakultas Ilmu Kesehatan, Universitas Fukui, melakukan penelitian terhadap protein terkait frizzled yang disekresikan 1 (Sfrp1), suatu faktor angiokrin, untuk memperjelas perannya dalam jaringan tumor.

Hasil penelitian mereka dipublikasikan secara daring di jurnal In Vitro Cellular & Developmental Biology.

"Meskipun pembuluh darah biasanya dianggap hanya sebagai jalur untuk oksigen dan nutrisi, penelitian kami berfokus pada fungsi pembuluh darah yang sama sekali berbeda, yaitu produksi faktor angiokrin. Kami melakukan penelitian ini dengan gagasan bahwa faktor angiokrin mungkin juga terlibat dalam perkembangan tumor dan berusaha mencari tahu apakah Sfrp1 memengaruhi pemeliharaan CSC dan jaringan tumor secara umum," jelas Profesor Kidoya.

Untuk memperjelas pertanyaan-pertanyaan ini, para peneliti menciptakan tikus Sfrp1 knockout (Sfrp1-KO) menggunakan penyuntingan gen CRISPR-Cas9. Mereka kemudian mentransplantasikan tumor karsinoma paru-paru ke tikus Sfrp1-KO dan tikus tipe liar dan mengamati efek Sfrp1 (atau kekurangannya) menggunakan teknik standar seperti pewarnaan imunohistokimia, flow cytometry, dan analisis ekspresi genetik kuantitatif.

Percobaan awal menunjukkan bahwa Sfrp1 diproduksi oleh sebagian kecil sel endotel vaskular dalam jaringan tumor dan keberadaannya penting bagi pertumbuhan tumor. Pertumbuhan tumor ditekan pada tikus Sfrp1-KO, dan sel tumor yang ditransplantasikan dengan ekspresi Sfrp1 yang berlebihan mengakibatkan pertumbuhan tumor yang lebih cepat.

Menariknya, para peneliti menemukan bahwa tumor yang kekurangan Sfrp1 tidak mampu mendukung populasi CSC yang signifikan pada tahap akhir pertumbuhan tumor, meskipun tumor ini memiliki persentase awal CSC yang lebih tinggi. Temuan ini sangat penting karena menunjukkan salah satu peran biologis Sfrp1 dalam lingkungan mikro tumor dan keterlibatannya dalam patologi kanker.

"Beberapa CSC dalam jaringan tumor berada dalam kondisi penghentian proliferasi sel, dan keberadaannya mendorong pertumbuhan tumor dan resistensi terhadap obat antikanker," jelas Profesor Kidoya. "Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa Sfrp1 dapat mengatur reproduksi diri CSC dan pertumbuhan ganas sementara, serta mempertahankan dormansi."

Hasil lebih lanjut menunjukkan bahwa Sfrp1 tidak memengaruhi struktur pembuluh darah di dalam tumor, yang menunjukkan bahwa efek yang diamati pada pertumbuhan tumor tidak terkait dengan pembuluh darah. Sebaliknya, analisis ekspresi genetik mengungkapkan bahwa Sfrp1 mendorong pemeliharaan CSC dengan memodulasi jalur pensinyalan Wnt yang terpelihara dengan baik (jalur yang terpelihara secara evolusi yang mengatur aspek penting penentuan nasib sel, migrasi sel, dan organogenesis selama perkembangan embrio).

Secara keseluruhan, pengetahuan baru yang diberikan oleh penelitian ini dapat membuka jalan bagi pengembangan terapi kanker baru yang menargetkan mekanisme yang membantu mempertahankan CSC.

“Menargetkan sel endotel vaskular khusus yang terlibat dalam produksi faktor angiokrin dapat membantu mengganggu ceruk CSC, yang berfungsi sebagai pendekatan potensial untuk menghambat pertumbuhan tumor dengan efek samping minimal,” simpul Profesor Kidoya.

"Saya yakin hal ini dapat mengarah pada pengembangan pengobatan bagi pasien dengan kanker yang sulit diobati, yang tumornya resistan terhadap obat antikanker, serta terapi untuk menekan kekambuhan dan metastasis kanker."

Penelitian lebih lanjut berdasarkan temuan ini akan menjadi batu loncatan menuju pengobatan yang efektif untuk kanker yang resistan terhadap obat.