Обнаружен клеточный механизм, управление которым откроет новый путь для профилактики рака

Обнаружен клеточный механизм, управление которым откроет новый путь для профилактики рака

Подобно тому, как пластиковые наконечники защищают концы шнурков от износа, молекулярные концевые участки, называемые теломерами, защищают концы хромосом и не дают им сливаться, когда клетки делятся и дублируют свою ДНК. Но в то время как потеря пластиковых наконечников приведет к тому, что шнурки растреплются, потеря теломер может привести к раку.

Ученые из Института Солка в Калифорнии, изучающие связь теломер с раком, сделали удивительное открытие — процесс клеточной рециркуляции, называемый аутофагией, обычно рассматриваемый как механизм выживания, на самом деле способствует гибели клеток, тем самым предотвращая возникновение рака.

профилактика рака в европе

В чем сущность и новизна работы ученых

Работа ученых, опубликованная в журнале Nature от 23 января 2019 года, доказывает, что аутофагия представляет собой совершенно новый путь подавления опухолей. Более того, исследования показали, что некоторые методы лечения направленные на блокировку этого процесса в попытке обуздать рост опухоли, способствуют в итоге ее развитию.

«Эти результаты стали полной неожиданностью. Существует много контрольных точек, которые не дают клеткам стать злокачественными, но мы не ожидали, что аутофагия станет одной из них», - говорит Ян Карлседер профессор Лаборатории молекулярной и клеточной биологии Солка и старший автор статьи.

Каждый раз, когда клетки дублируют свою ДНК, чтобы делиться и расти, их теломеры становятся немного короче. Как только теломеры становятся настолько короткими, что больше не могут эффективно защищать хромосомы, клетки получают сигнал о прекращении деления и погибают. Но иногда, из-за вызывающих рак вирусов или других факторов, клетки не получают этого сигнала и продолжают делиться.

Опасно короткие или отсутствующие теломеры переводят клетки в состояние, называемое кризисом, в котором незащищенные хромосомы могут сливаться и становиться дисфункциональными, что и приводит к развитию рака.

«Многие онкологи в Европе и США предполагают, что гибель клеток в условиях кризиса происходит из-за апоптоза, который наряду с аутофагией является одним из двух типов запрограммированной гибели клеток. Однако, никто не проводил экспериментов, чтобы выяснить, так ли это на самом деле», — говорит Джо Нассур, научный сотрудник лаборатории Карлседера.

профилактика рака в европе

Как проводилось исследование

Чтобы исследовать кризис и гибель клеток, которая обычно наступает, Карлседер и Нассур сравнивали нормально растущие клетки с клетками, которые перенесли кризис. Отключая различные ограничивающие рост гены (также известные как гены-супрессоры опухолей), они позволяли клеткам реплицироваться с полной отдачей. И постепенно их теломеры становились все короче и короче.

Для определения того, какой тип гибели клеток был причиной основного вымирания в условиях кризиса, они исследовали морфологические и биохимические маркеры как апоптоза, так и аутофагии.

Хотя оба механизма были ответственны за смерть небольшого количества клеток нормальной популяции, аутофагия оказалась безусловно доминирующим механизмом гибели клеток в кризисной группе, где погибло гораздо больше клеток.

Затем исследователи изучили, что произошло, когда они предотвратили аутофагию в кризисных клетках.

Результаты были поразительны — без гибели клеток через аутофагию, клетки размножались без конца. Кроме того, когда ученые посмотрели на хромосомы этих клеток, они были слиты и изуродованы, что указывало на серьезное повреждение ДНК, характерное для раковых клеток.

Наконец, команда проверила, что произошло, когда они вызвали специфические виды повреждения ДНК в нормальных клетках, либо на концах хромосом (через потерю теломер), либо в срединной области. Клетки с потерявшие теломеры активируют аутофагию, тогда как клетки с повреждением ДНК других хромосомных областей активируют апоптоз.

профилактика рака в европе

Неожиданные результаты и новые перспективы

Полученные результаты показывают, что апоптоз не является единственным механизмом уничтожения клеток, которые становятся предраковыми из-за повреждения ДНК. А также то, что между теломерами и аутофагией существует прямая перекрестная связь.

Работа исследователей доказывает, что аутофагия вовсе не механизм роста раковых клеток путем поглощения нормальных и получение через это энергии. Но наоборот, аутофагия на самом деле — защита от такого роста. Без нее клетки лишенные генетических механизмов безопасности переходят к неконтролируемому росту и превращаются в злокачественные.

Напротив, механизм, который бы позволил форсировать активацию процесса аутофагии у клеток с поврежденными геномными механизмами контроля, мог бы стать основой не только для профилактики рака, но для лечения опухолей на ранних стадиях

Возможно вас заинтересует
Новая схема лечения способна почти вдвое увеличивать продолжительность жизни больных раком почек
Схема лечения рака почек «Avelumab Plus Axitinib», недавно одобренная FDA может увеличивать продолжительность жизни больных с этим заболеванием почти в два раза. 14 мая 2019 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и...
Яд скорпиона повышает эффективность хирургии опухолей головного мозга
Новая методика визуализации, которая использует синтетический аналог яда скорпиона для «подсвечивания» клеток опухолей головного мозга, показала многообещающие результаты в клинических испытаниях. Эта система позволяет нейрохирургам лучше видеть...
Чем быстрее человек стареет, тем меньше у него риск развития рака?
Недавнее исследование, проведенное бельгийскими учеными и Европейской организацией по исследованию и лечению рака (EORTC), показало, что у пожилых людей в домах престарелых рак диагностируется в 20 раз меньше, чем ожидалось. Эти данные подтверждают...
Новые данные по эффективности лечения рака представлены в Бельгии
В Бельгии опубликованы свежие данные КСЕ по эффективности лечения плоскоклеточного рака головы и шеи в клиниках Бельгии, а также анализ эффективности протонно-лучевой терапии при некоторых онкологических заболеваниях.
Новый подход к терапии хордом
Хордомы — это редкие опухоли костей, для которых существует только несколько вариантов лечения. Ученые и врачи из Национального центра опухолевых заболеваний (NCT), Немецкого онкологического исследовательского центра (DKFZ) и Университетской клиники...