การขาดออกซิเจนสามารถขับเคลื่อนการเจริญเติบโตและการแพร่กระจายของเนื้องอกได้
เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เซลล์มะเร็งไม่สามารถดำรง เว็บสล็อต อยู่ได้โดยปราศจากออกซิเจน เมื่อยังเด็กและตัวเล็กๆ ความร้ายกาจจะซ่อนตัวอยู่บนเตียงของหลอดเลือดที่เลี้ยงไว้ อย่างไรก็ตาม เมื่อมวลเพิ่มขึ้น ความต้องการออกซิเจนก็มีมากกว่าอุปทาน กระเป๋าภายในเนื้องอกถูกกีดกันและส่งสัญญาณฉุกเฉินสำหรับการเจริญเติบโตของเส้นเลือดใหม่ กระบวนการที่เรียกว่าการสร้างเส้นเลือดใหม่ ในปี 1990 ทฤษฎีการต่อสู้กับมะเร็งที่ได้รับความนิยมเสนอให้ขัดขวางการสร้างเส้นเลือดใหม่เพื่อทำให้เนื้องอกอดตาย นัก เขียน วารสาร คน หนึ่ง ใน ปี 2000 เรียก กลยุทธ์ นี้ ว่า “ความ เข้าใจ อย่าง เดียว ที่ สําคัญ ที่ สุด เกี่ยว กับ มะเร็ง ใน รอบ 50 ปี ที่ ผ่าน มา.” มันทำให้รู้สึกสัญชาตญาณเช่นนั้น
Rakesh Jain มองการสร้างเส้นเลือดใหม่ผ่านเลนส์อื่น Jain ได้รับการฝึกฝนในฐานะวิศวกร ไม่ใช่นักชีววิทยา และกำลังศึกษาเกี่ยวกับหลอดเลือดของเนื้องอกระหว่างความตื่นเต้นกับยาที่อาจขัดขวางการเติบโตของหลอดเลือด เขารู้สึกกังวลกับความจริงที่ว่าเส้นเลือดฝอยที่เกิดขึ้นในเนื้องอกนั้นไม่ปกติ พวกมันเป็นตะปุ่มตะป่ำและเป็นรูพรุน ไม่สามารถไหลเวียนของเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพในลักษณะเดียวกับท่อที่รั่วซึ่งมีหมัดในการส่งน้ำ เนื้องอกที่ขยายตัวจะบีบเส้นเลือดขนาดเล็ก ทำให้ลำเลียงเลือดได้น้อยลง
“มนต์คือ ‘มาทำให้เนื้องอกอดตายกันเถอะ’” Jain ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ Edwin L. Steele สำหรับชีววิทยาเนื้องอกที่ Harvard Medical School เล่า “ฉันพูดว่า ‘ไม่ เราต้องทำสิ่งที่ตรงกันข้าม’ ” ในปี 2544 เขาได้ตีพิมพ์คำอธิบายในNature Medicine ซึ่งคาดการณ์ว่าสารยับยั้งการสร้างเส้นเลือดใหม่จะไม่ทำให้เนื้องอกหดตัวทั้งหมด แต่เขาโต้แย้งว่าเนื้องอกที่หิวโหยอาจทำให้รักษายากขึ้น “ผมยื่นคอออกมาและบอกว่านี่ไม่ใช่สิ่งที่ควรทำ” เขากล่าว “ฉันมีแรงต้านอย่างมาก”
เวลาได้พิสูจน์เขาถูกต้องแล้ว เมื่อพวกเขาออกสู่ตลาด ยาต้านการสร้างเส้นเลือดใหม่ไม่ใช่สิ่งที่แพทย์คาดหวัง สิ่งที่น่ากังวลที่สุดคือ ผู้ป่วยบางรายเห็นว่าเนื้องอกของพวกเขาหดตัวลง เพียงเพื่อให้โรคกลับมาพร้อมการแก้แค้นครั้งใหม่
ทุกวันนี้ มากกว่าหนึ่งทศวรรษหลังจากการแนะนำยาตัวแรกที่ทำให้เนื้องอกหิวโหย นักวิจัยมีความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับบทบาทของการขาดออกซิเจนในมะเร็ง แทนที่จะทำให้เนื้องอกช้าลง การขาดออกซิเจนดูเหมือนจะทำให้เกิดความตื่นตระหนกจากการเผาผลาญซึ่งสามารถกระตุ้นการเจริญเติบโต การดื้อยา และการแพร่กระจายได้ โปรตีนกู้ภัยที่เรียกว่าปัจจัยกระตุ้นการขาดออกซิเจนหรือ HIF เปิดเคล็ดลับเพื่อให้เนื้องอกสามารถปรับตัวและเอาชนะการป้องกันของร่างกายได้
แต่ตอนนี้มีเหตุผลสำหรับความหวัง: ข้อมูลเชิงลึกล่าสุดเกี่ยวกับผลกระทบของการขาดออกซิเจนในมะเร็งกำลังจุดประกายความคิดใหม่ ๆ และให้พิมพ์เขียวสำหรับการรักษาที่อาจทำให้ความสามารถในการอยู่รอดและการแพร่กระจายของมะเร็งสั้นลง และช่วยให้ยาที่มีอยู่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ภาวะขาดออกซิเจนฮิสทีเรีย
ในขณะที่แนวคิดเรื่องมะเร็งที่อดอยากนั้นสมเหตุสมผล แต่แนวทางนี้อาจประเมินความแข็งแกร่งและความซับซ้อนของความยืดหยุ่นของเนื้องอกต่ำไป เนื่องจากออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชีวิตส่วนใหญ่ ธรรมชาติจึงจัดเตรียมเซลล์ที่มีการป้องกันที่ซับซ้อนซึ่งจะเริ่มทำงานเมื่อปริมาณเลือดที่อุดมด้วยออกซิเจนลดน้อยลง ไม่ว่าเซลล์นั้นจะเป็นส่วนหนึ่งของเนื้องอกหรือส่วนหนึ่งของกล้ามเนื้อที่ตึงเพื่อความแข็งแรงครั้งสุดท้าย เมื่อระดับออกซิเจนลดลง โปรตีนที่เพิ่งสร้างใหม่จะแตกตื่นไปทั่วเซลล์ ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่บ้าคลั่งซึ่งช่วยป้องกันวิกฤตได้
เซลล์มะเร็งบิดเบือนกลไกการเผชิญปัญหาตามธรรมชาติด้วยวิธีการของตนเอง การขยายเรือใหม่เป็นเพียงการเคลื่อนไหวเดียวในกลยุทธ์ที่ซับซ้อน การเปลี่ยนแปลงหลายอย่างเกิดขึ้นพร้อมกับการขาดออกซิเจน ซึ่งรวมถึง: เซลล์มะเร็งคลายตัวออกจากกันและกลายเป็นกาวน้อยลง พร้อมที่จะแตกออก เส้นเอ็นของคอลลาเจนซึ่งเป็นสารยึดเกาะตามธรรมชาติก่อตัวและเริ่มเอื้อมมือออกไปใกล้เส้นเลือด และโปรตีนจะปรากฏบนผิวเซลล์เพื่อสูบฉีดกรดแลคติก ซึ่งเป็นผลจากการเปลี่ยนของเนื้องอกจากการหายใจแบบใช้ออกซิเจนเป็นหลักเป็นการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน ขณะนี้นักวิจัยคิดว่าการหยุดสิ่งเหล่านี้เพียงพอและการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ อาจทำให้มะเร็งตายได้ งานวิจัยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่โปรตีนที่อยู่ในกลุ่มแรกๆ ที่ปรับใช้เมื่อเซลล์สัมผัสได้ถึงอันตรายจากภาวะขาดอากาศหายใจ
Daniele Gilkes แห่งคณะแพทยศาสตร์ Johns Hopkins University กล่าวว่า “เมื่อออกซิเจนเป็นศูนย์ เซลล์จะไม่สามารถอยู่รอดได้ “ภายในเนื้องอก คุณจะเห็นบริเวณของเนื้อร้าย” หรือเซลล์ที่ตายแล้ว แต่เซลล์เหล่านั้นที่มีออกซิเจนต่ำแต่ยังมีชีวิตอยู่จะผลิตโปรตีนใหม่ ซึ่งได้แก่ HIF-1 และ HIF-2 ทั้งสองเป็นปัจจัยการถอดรหัส — ช่วยถอดเสียงคำสั่ง DNA ไปเป็น RNA ภายใต้สภาวะปกติ ยีนที่สร้างโปรตีน HIF ส่วนใหญ่จะเงียบ เมื่อสร้างโปรตีน HIF แล้ว พวกมันจะเปิดใช้งานยีน — Gilkes ประมาณการว่ามีหลายร้อยตัว — ที่ทำให้เซลล์สามารถมีชีวิตอยู่ได้เมื่อความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำ
คอลลาเจนไฮเวย์ เซลล์มะเร็งบิดเบือนกลไกการเผชิญปัญหาตามธรรมชาติด้วยวิธีการของตนเอง การขยายเรือใหม่เป็นเพียงการเคลื่อนไหวเดียวในกลยุทธ์ที่ซับซ้อน การเปลี่ยนแปลงหลายอย่างเกิดขึ้นพร้อมกับการขาดออกซิเจน ซึ่งรวมถึง: เซลล์มะเร็งคลายตัวออกจากกันและกลายเป็นกาวน้อยลง พร้อมที่จะแตกออก เส้นเอ็นของคอลลาเจนซึ่งเป็นสารยึดเกาะตามธรรมชาติก่อตัวและเริ่มเอื้อมมือออกไปใกล้เส้นเลือด และโปรตีนจะปรากฏบนผิวเซลล์เพื่อสูบฉีดกรดแลคติก ซึ่งเป็นผลจากการเปลี่ยนของเนื้องอกจากการหายใจแบบใช้ออกซิเจนเป็นหลักเป็นการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน ขณะนี้นักวิจัยคิดว่าการหยุดสิ่งเหล่านี้เพียงพอและการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ อาจทำให้มะเร็งตายได้ งานวิจัยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่โปรตีนที่อยู่ในกลุ่มแรกๆ ที่ปรับใช้เมื่อเซลล์สัมผัสได้ถึงอันตรายจากภาวะขาดอากาศหายใจ เว็บสล็อต
