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
Диагноз рака по анализу крови за несколько лет до появления первых симптомов
Главная проблема современной онкологии — поздняя диагностика. На ранних стадиях рак чаще всего никак себя не проявляет. А когда все-таки удается его обнаружить — лечить уже сложно. А камень преткновения ранней диагностики — сложность методов,...
Новый стандарт медицинской помощи при рабдомиосаркоме?
По данным нового исследования, добавление шестимесячной поддерживающей химиотерапии улучшает выживаемость пациентов с рабдомиосаркомой высокого риска (RMS) и станет новым стандартом медицинской помощи в будущих европейских клинических испытаниях....
Новая технология иммунотерапии рака способна бороться запущенными и стойкими опухолями
Способность раковых клеток избегать обнаружения, раз за разом обманывая иммунную систему организма — главная причина того, что иммунотерапия работает далеко не в каждом случае. Новый подход, разработанный учеными из Йельского университета, поможет...
Ингибиторы PARP станут терапией первой линии при раке яичников
Ситуация с лечением рака яичников в Европе изменится в самое ближайшее время. Основным лечением (терапией первой линии) станут ингибиторы поли (АДФ-рибоза)-полимеразы (PARP-ингибиторы или просто PARPi)
Конгресс ESMO 2019 — химиотерапия при раке легких может больше не понадобиться
Во время Конгресса Европейского общества медицинской онкологии (ESMO) в 2019 году были представлены результаты двух клинических исследований под кодовыми названиями FLAURA и Checkmate 227.  Данные этих исследований подтверждают преимущества...