Клетки рака, как медведи, впадают в спячку, чтобы пережить химиотерапию
Включая древний эволюционный механизм выживания, злокачественные клетки впадают в вялое состояние медленного деления, чтобы пережить суровую среду, создаваемую химиотерапией или другими противораковыми средствами.
В исследовании, опубликованном в журнал Cell, научный сотрудник Онкологического центра принцессы Маргарет д-р Кэтрин О’Брайен и ее коллеги обнаружили, что все злокачественные клетки в случае опасности задействуют способность переходить в защитное состояние, при котором клетки «находятся в покое» до исчезновения угрозы.
Это первое исследование, определившее, что злокачественные клетки используют в своих целях эволюционную программу сохранения для выживания в условиях химиотерапии. Кроме того, исследователи показали, что новейшие терапевтические стратегии, направленные на злокачественные клетки, находящиеся в состоянии медленного деления, могут предотвратить рецидивы рака.
«Опухоль действует как единый организм, способный входить в состояние медленного деления и сохраняющий энергию, помогающую ей выжить, – говорит д-р О’Брайен. – Известно множество животных, впадающих в обратимое состояние медленного деления, чтобы пережить суровые условия. Похоже, что злокачественные клетки также обладают этим умением».
Доктор Аарон Шиммер, директор Научно-исследовательского института, отмечает, что «до этого мы не знали, что злокачественные клетки похожи на медведей в спячке. Это исследование подсказывает, что нужно делать с этими спящими медведями, чтобы они неожиданно не проснулись, не активизировались и не вернулись позже. Я думаю, что исследование обнаружит важную причину устойчивости рака к лекарствам и объяснит нам то, что мы недостаточно хорошо понимали ранее».
Поместив для эксперимента клетки колоректального рака человека в чашку Петри, исследователи воздействовали на них с помощью средств химиотерапии. Все клетки впали в состояние медленного деления и перестали расти, потребляя для выживания малое количество питательных веществ. Пока средства химиотерапии оставались в чашке, злокачественные клетки не вышли из «спячки». Ими была задействована программа эмбрионального выживания, используемая более чем сотней видов млекопитающих для сохранения своих эмбрионов в безопасности внутри тела во время экстремальных условий окружающей среды, таких как высокие или низкие температуры или отсутствие еды. В этом состоянии деление клеток минимальное, значительно снижается обмен веществ, а развитие эмбрионов тормозится. Когда условия улучшаются, эмбрион может продолжить нормальное развитие без побочных эффектов.
«Злокачественные клетки могут применять эту эволюционно сохранившуюся стратегию выживания, даже несмотря на то, что, она, похоже, потеряна для людей», – говорит О’Брайен, добавляя, что в это состояние впадает разом вся совокупность раковых клеток.
Идея о том, что злокачественные клетки используют для самосохранения древнюю эволюционную программу возникла у д-ра О’Брайен три года назад, после дискуссии о клеточных механизмах, управляющих этой стратегией у мышей. Чтобы проверить свою догадку, она сравнила профиль экспрессии генов злокачественных клеток в вызванном химиотерапией состоянии медленного деления с приостановленным развитием эмбрионов мышей – из результатов исследования, проведенного в больнице Маунт Сайнай в Торонто, и обнаружила, что они были поразительно похожи.
Аналогично эмбрионам, злокачественным клеткам в состоянии медленного деления требуется активация клеточного процесса, называемого аутофагией (самопоглощением). В ходе этого процесса клетка «пожирает» или уничтожает свои собственные белки или другие клеточные компоненты для выживания в отсутствии других питательных веществ. Д-р О’Брайен протестировала небольшую молекулу, которая ингибирует аутофагию, и обнаружила, что злокачественные клетки погибли. Химиотерапия убила злокачественные клетки после «выключения» защитного механизма.
«Это дает нам уникальную терапевтическую возможность, – говорит д-р О’Брайен. – Нам нужно воздействовать на злокачественные клетки, в то время, как они находятся в этом замедленном уязвимом состоянии, прежде чем они приобретут генетические мутации, которые приводят к устойчивости к лекарственным препаратам. Это новый подход к проблеме устойчивости к химиотерапии, дающий представление о том, как ее можно преодолеть».
Оригинал новости можно прочитать здесь
