Epänormaali Golgin pH-homeostaasi syövissä: sen syyt ja seuraukset syöpäsolun fenotyypin muutoksissa

Solun valkuaisaineiden ja rasvojen oikeanlainen sokerointi eli glykosylaatio on välttämätön kaikelle monisoluiselle elämälle, aina hedelmöityksestä alkioiden kasvuun ja kehitykseen sekä kudosten ja elinten ylläpitoon ja moitteettomaan toimintaan koko yksilön elinkaaren ajan. Tämä kyky perustuu ensisijaisesti sokeriyhdisteiden muodostaman peitteen, glykokalyksin, läsnäolosta kaikkien kehossamme olevien solujen ympärillä, sillä se auttaa yhdistämään solut toisiinsa ja solun ulkoiseen sidekudokseen sekä tarjoaa suojaa joskus vihamielistä ympäristöä tai taudinaiheuttajia vastaan. Golgin laite on yksi solun happamista organelleista. Se on päävastuussa solun sokeriketjujen valmistuksesta ja liitämisestä solun valkuaisaineisiin ja rasvoihin tietyssä järjestyksessä vain kullekin sokerille ominaisten sidosten kautta. Monissa sairauksissa, kuten syövissä, Golgin laitteen kyky valmistaa oikeanlaisia sokeriketjuja häviää. Muuntuneiden sokeriketjujen tiedetään edistävän syöpäsolujen eloonjäämistä, kasvua, liikkuvuutta ja kykyä tunkeutua ja muodostaa etäpesäkkeitä muissa kudoksissa. Kyseisten sokeriketjujen häiriöiden syitä ei vielä tällä hetkellä tunneta riittävästi.

Tässä tutkimuksessa tavoitteena oli tutkia muuntuneen Golgin laitteen pH-tasapainon syitä syöpäsoluissa sekä sen merkitystä syöpäsolujen muuttumisessa pahanlaatuisiksi. Osoitimme, että Golgin laitteen pH on epätavallisen korkea (lähes neutraali) kaikissa tutkituissa syöpäsolulinjoissa. Noin puolessa solulinjoissa syynä oli Golgin laitteeseen paikantuvan bikarbonaattikloridinvaihtajan (AE2, SLC4A2) lisääntynyt määrä ja sen seurauksena bikarbonaatti anionin sisään kuljetus ja sen aiheuttama neutraloituminen. Syöpäsolujen poikkeuksellisen korkean Golgin pH:n havaittiin lisäksi edistävän syöpäsolujen kykyä tunkeutua kudoksiin muuttamalla sekä solujen sokeriketjujen rakennetta sekä häiritsemällä solujen pintarakenteiden ylläpitoa. Kyseiset muutokset ovat tyypillisiä syöpäsoluissa. Tutkimuksessa tunnistettiin myös useita sokerirakenteeltaan epänormaaleja hormoni- ja solukiinnittymis-reseptoreita käyttämällä apuna niitä sitovaa proteiinia (Helix Pomatia agglutiniini). Muuntuneet reseptorit ovat todennäköisesti vastuussa syöpäsolujen pahanlaatuisuudesta ja leviämisestä ympäröiviin kudoksiin. Tutkimustuloksia voidaan mahdollisesti hyödyntää tulevaisuudessa syöpähoidoissa.