Τα καρκινικά βλαστοκύτταρα (CSC), βασικός μοχλός για την εξέλιξη του κακοήθους καρκίνου, είναι αυτοανανεώσιμα, εξαιρετικά μεταστατικά και θεραπευτικά ανθεκτικά. Καθώς ο καρκίνος εξελίσσεται, τα καρκινικά κύτταρα εμφανίζουν μια φαινοτυπική πλαστικότητα μεταξύ των βλαστικών και διαφοροποιημένων υποπληθυσμών, καθένας από τους οποίους μπορεί να αποκαταστήσει τη σύνθεση των γονικών κυττάρων. Ο μηχανισμός και οι λειτουργίες αυτής της πλαστικότητας, ωστόσο, παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστες. Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Zhu Tao από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών αποκάλυψε το ρόλο της φαινοτυπικής πλαστικότητας που ρυθμίζεται από τα καρκινικά βλαστοκύτταρα στον μεταστατικό αποικισμό.
Οι ερευνητές σχεδίασαν συστήματα συν-καλλιέργειας in vitro και συστήματα συν-εμφύτευσης in vivo. Με βάση αυτά τα συστήματα, διαπίστωσαν ότι τα βλαστοκύτταρα του καρκίνου του μαστού (BCSCs) αναστέλλουν τη δική τους ικανότητα μέσω του εκκρίματος που προέρχεται από το BSCS. Μέσω διαλογής, απεικόνισης βιοφωταύγειας και άλλων, διαπίστωσαν επίσης ότι η DKK1 παίζει καθοριστικό ρόλο στο εκκρίσιμο. Το DKK1 αναγνωρίστηκε ως βασικό μόριο που μειώνει αυτόνομα τον πληθυσμό των καρκινικών βλαστοκυττάρωνκαι στη συνέχεια προάγει τον μεταστατικό αποικισμό του καρκίνου του μαστού. Περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι αυτός ο αυτόνομος περιορισμός των BCSCs μπορεί να ωθήσει τα διάσπαρτα καρκινικά κύτταρα (DTCs), τα οποία παραμένουν σε μεγάλο βαθμό αδρανή μετά την άφιξή τους σε απομακρυσμένες τοποθεσίες, να εξέλθουν από τον λήθαργο και στη συνέχεια να επιτύχουν μεταστατικό αποικισμό. Ένας μικρομοριακός αναστολέας του DKK1, ωστόσο, μπορεί να επιτύχει σχεδόν πλήρη αποκλεισμό της μετάστασης στους πνεύμονες σε πολλά μοντέλα μετάστασης BCSC.
Η φερρόπτωση, μια μη αποπτωτική διαδικασία κυτταρικού θανάτου, προκαλείται από μη φυσιολογικό μεταβολισμό και υπεροξείδωση λιπιδίων. Σε σύγκριση με εκείνα στους πρωτοπαθείς καρκίνους του μαστού, τα καρκινικά κύτταρα από μεταστάσεις στους πνεύμονες βρίσκονται υπό υψηλότερο οξειδωτικό και σιδηροπτωτικό στρες. Οι ερευνητές αποκάλυψαν ότι τα εξαιρετικά επεμβατικά καρκινικά βλαστοκύτταρα έχουν σχετικά υψηλή συγκέντρωση σε μεταστάσεις στους πνεύμονες, όπου τα CSC μπορούν να εκκρίνουν DKK1 που περιορίζουν τα CSC. Καθώς είναι πολύ ευαίσθητα στη φερρόπτωση, η DKK1 που εκκρίνεται από CSC προστατεύει τα κύτταρα στις μεταστάσεις των πνευμόνων από τη φερρόπτωση και έτσι συμβάλλει στη μεταστατική ανάπτυξη. Τα ευρήματα αυτής της μελέτης αποκαλύπτουν το ρόλο της φαινοτυπικής πλαστικότητας που ρυθμίζεται από τα καρκινικά βλαστοκύτταρα στον μεταστατικό αποικισμό και παρέχουν νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις για την αποτελεσματική αναστολή των μεταστάσεων.