Как создать и уничтожить метастатические раковые клетки
Новое исследование определило способ воздействия на раковые клетки и предотвращения их метастазирования. Ключ кроется в том, чтобы лишить камеру возможности выносить мусор.
Одним из наиболее сложных аспектов рака является его способность метастазировать.
Раковые клетки могут оторваться от своего текущего положения, путешествовать по телу и начать размножаться в новых, удаленных местах.
Метастазы затрудняют обнаружение и лечение опухолей. Поскольку метастазирование является такой важной областью исследований рака, ученые приложили немало усилий, чтобы понять, как рак это делает.
Недавнее исследование, проведенное доктором философии Майклом Дж. Морганом в Онкологическом центре Университета Колорадо в Авроре, добавляет новые детали к и без того сложной картине. Результаты опубликованы в Труды Национальной академии наук.
Особый интерес ученых вызвала утилизация клеточного мусора. Морган объясняет, почему это так, говоря: «Клетки с высокими метастазами покидают свой счастливый дом и испытывают на себе все эти стрессы. Один из способов, с помощью которого клетка может справляться со стрессами, - это удаление клеточных отходов или поврежденных компонентов клетки и их переработка ».
Если вмешаться в этот процесс рециркуляции, метастазы могут быть заблокированы.
«Когда мы выключаем активность клеточных структур, называемых лизосомами, - говорит Морган, - которые клетка использует для этой рециркуляции, метастатические клетки становятся неспособными выдержать эти стрессы».
Важным в этой переработке является аутофагия, естественный процесс, при котором клетка разрушается и перерабатывает неисправные части клетки.
Морган и Эндрю Торберн, которые помогли в недавнем исследовании, считаются экспертами по теме аутофагии. Также был задействован доктор Дэн Теодореску, эксперт по метастазам.
Процесс аутофагии
Аутофагия необходима для выживания как здоровых, так и злокачественных клеток. Проще говоря, аутофагия начинается, когда клеточный «мусор» окружен сферической структурой, называемой аутофагосомой.
Эта двухмембранная структура переносит мусор через цитоплазму, пока не достигнет пакета деструктивных ферментов, известного как лизосома. Аутофагосома сливается с лизосомой, и ее содержимое разрушается.
Поработав над этим процессом, Морган и его команда обнаружили способы помешать способности раковой клетки метастазировать.
«Что было удивительно, - говорит Морган, - так это то, что не сам процесс аутофагии был особенно важен для метастатической клетки. Если вы подавляете аутофагию на ранней стадии, вы можете уменьшить рост как метастатических, так и неметастатических клеток ».
«Но если вы заблокируете лизосомную функцию поздней стадии аутофагии, она намного сильнее поразит эти метастатические клетки, и они фактически погибнут».
Майкл Дж. Морган, доктор философии.
Другими словами, когда команда заблокировала аутофагию, генетически отключив ее, пострадали как метастатические, так и неметастатические клетки. Однако, когда они подавляли аутофагию и лизосомы с помощью препарата хлорохин, неметастатические клетки немного замедлялись, но метастатические клетки полностью разрушались.
«В лизосомах было что-то специфическое для этих метастатических клеток», - говорит Торберн.
Почему лизосомы так важны?
Затем ученые хотели углубиться и понять, почему лизосомы так невероятно важны для метастазирования раковых клеток. Для этого они разработали устойчивые к хлорохину клетки.
Это включало рост метастатических клеток наряду с небольшим количеством хлорохина. Большинство клеток погибло, но выжившие были сохранены и снова выращены с хлорохином. Поскольку они много раз делились, каждое последующее поколение становилось все более устойчивым к хлорохину.
Однако по мере того, как клетки постепенно становились устойчивыми, они теряли способность метастазировать.
Как объясняет Морган: «Дверь распахивается в обоих направлениях: когда мы отбирали клетки, устойчивые к хлорохину, они становились неметастатическими. И когда мы выбрали клетки, которые были метастатическими, они приобрели чувствительность к хлорохину. Они перестали расти и умерли, потому что внезапно стали зависеть от лизосомного действия, которое убирает хлорохин ».
Это открытие может быть полезно при лечении рака. Теодореску приводит пример, говоря: «Если у пациента была опухоль рака мочевого пузыря и мы дали хлорохин, предположим, что некоторые раковые клетки стали устойчивыми к хлорохину».
«На основе нашего исследования мы могли бы предсказать, что даже если резистентные клетки снова начнут расти, они больше не будут метастатическими. Это может иметь клиническую пользу для пациента ».
Наконец, исследователи обнаружили, что в этом процессе важен белок ID4. Клетки с более низким уровнем ID4 были чувствительны к хлорохину и метастазам; пациенты с более высоким уровнем ID4 были менее метастатическими и устойчивыми к хлорохину.
Возможно, ID4 можно использовать в качестве маркера для прогнозирования результатов лечения пациентов. Фактически, уже известно, что более высокие уровни ID4 предсказывают лучшие результаты при раке мочевого пузыря, груди и простаты.
В настоящее время большой интерес вызывают ингибиторы аутофагии для лечения рака; это исследование дает интересную информацию и, несомненно, побудит к дальнейшим исследованиям.
