Ilmuwan menemukan lonjakan energi mitokondria pada sel kanker di bawah tekanan
Peneliti menemukan bahwa sel kanker merespons tekanan fisik dengan menyebarkan mitokondria dengan cepat ke inti sel, mengirimkan ledakan ATP untuk memperbaiki kerusakan DNA dan memastikan kelangsungan hidup. Mekanisme ini, yang diamati dalam eksperimen laboratorium dan biopsi pasien, dapat menginspirasi strategi baru untuk menghentikan penyebaran kanker. Temuan ini mendefinisikan ulang peran mitokondria sebagai responder dinamis daripada sumber energi statis.
Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Nature Communications, ilmuwan di Centre for Genomic Regulation di Barcelona mengungkapkan bagaimana sel kanker mengaktifkan respons energi defensif ketika mengalami stres mekanis. Menggunakan mikroskop khusus untuk menekan sel HeLa hidup hingga hanya tiga mikron lebar—sekitar satu per tiga puluh diameter rambut manusia—peneliti mengamati mitokondria berlari ke inti sel dalam hitungan detik. Organ-organ ini membentuk 'NAMs', atau mitokondria terkait inti, menciptakan halo ketat yang membuat inti sel cekung ke dalam.
Fenomena ini terjadi pada 84 persen sel HeLa yang terkonfinasi, dibandingkan hampir tidak ada pada yang tidak ditekan. Sensor fluoresen menunjukkan tingkat ATP di inti sel melonjak sekitar 60 persen dalam tiga detik kompresi. 'Ini adalah tanda jelas bahwa sel-sel sedang beradaptasi dengan tekanan dan menyusun ulang metabolisme mereka,' kata Dr. Fabio Pezzano, penulis pertama bersama.
Dorongan ATP ini krusial untuk perbaikan DNA: tekanan mekanis mematahkan untai DNA dan mengacak genom, tetapi energi tambahan memungkinkan tim perbaikan memperbaiki kerusakan dalam hitungan jam, memungkinkan sel terus membelah. Tanpanya, sel gagal. Mekanisme ini melibatkan filamen aktin dan retikulum endoplasma yang membentuk kerangka untuk menjebak mitokondria; mengobati sel dengan latrunculin A, yang membongkar aktin, mencegah pembentukan NAM dan lonjakan ATP.
Relevansi dengan kanker dikonfirmasi dalam biopsi tumor payudara dari 17 pasien, di mana halo NAM muncul pada 5,4 persen inti di garis depan tumor invasif—tiga kali lebih banyak daripada 1,8 persen di inti tumor padat. 'Melihat tanda ini di biopsi pasien meyakinkan kami akan relevansinya di luar bangku laboratorium,' jelas Dr. Ritobrata Ghose, penulis pertama bersama.
Penemuan ini menunjukkan bahwa menargetkan respons stres ini dapat membuat tumor kurang invasif tanpa merusak sel sehat. 'Respons stres mekanis adalah kerentanan sel kanker yang kurang dieksplorasi yang dapat membuka jalan terapi baru,' kata Dr. Verena Ruprecht, penulis koresponden bersama. Meskipun fokus pada kanker, proses ini kemungkinan membantu sel lain di bawah tekanan, seperti sel imun di kelenjar getah bening atau neuron yang memperpanjang cabang. 'Ini memaksa kami untuk memikirkan ulang peran mitokondria... mereka bukan baterai statis ini... tapi lebih seperti responder pertama yang lincah,' catat Dr. Sara Sdelci, penulis koresponden bersama.