Як створити та знищити метастатичні ракові клітини
Нове дослідження визначило спосіб втручання в ракові клітини та запобігання їх метастазуванню. Головне полягає у відключенні здатності клітини виносити сміття.
Одним із найскладніших аспектів раку є його здатність метастазувати.
Клітини раку можуть відірватися від свого поточного положення, подорожувати по тілу і починати розмножуватися в нових, віддалених місцях.
Метастазування ускладнює пошук та лікування пухлин. Оскільки метастазування є такою ключовою сферою досліджень раку, вчені докладають багато зусиль, щоб зрозуміти, як це робить рак.
Недавнє дослідження, проведене Майклом Дж. Морганом, доктором філософії, в Центрі раку Університету Колорадо в Аврорі, додає нових деталей до вже складної картини. Висновки опубліковані в Праці Національної академії наук.
Особливо вчених цікавило вивезення сміттєвого сміття. Морган пояснює, чому це так, кажучи: «Сильно метастатичні клітини залишають свій щасливий дім і відчувають на собі всі ці стреси. Одним із способів клітини справлятися зі стресами є утилізація клітинних відходів або пошкоджених компонентів клітини та їх переробка ».
Якщо хтось заважає цьому процесу переробки, метастази можуть бути заблоковані.
"Коли ми вимикаємо активність клітинних структур, які називаються лізосомами, - говорить Морган, - які клітина використовує для цієї переробки, метастатичні клітини не можуть пережити ці стреси".
Важливим у цій переробці є автофагія, природний процес, коли клітина руйнується і переробляє дефектні частини клітини.
Морган та Ендрю Торберн - які допомогли в нещодавніх дослідженнях - обидва вважаються експертами з теми аутофагії. Також був залучений доктор Ден Теодореску, фахівець з метастазів.
Процес аутофагії
Аутофагія необхідна для виживання здорових і злоякісних клітин. В основному, аутофагія починається, коли клітинний «сміття» оточений сферичною структурою, яка називається аутофагосомою.
Ця двомембранна структура несе сміття через цитоплазму, поки не досягне пакету руйнівних ферментів, відомих як лізосома. Автофагосома зливається з лізосомою і вміст руйнується.
Спілкуючись із цим процесом, Морган та команда розкрили способи перешкоджання здатності ракової клітини метастазувати.
«Що дивувало, - каже Морган, - те, що не сам процес аутофагії був особливо важливим для метастатичної клітини. Якщо ви пригнічуєте аутофагію на ранній стадії, ви можете зменшити ріст клітин як метастатичних, так і неметастатичних клітин ".
"Але якщо ви блокуєте лізосомну функцію пізньої стадії аутофагії, вона набагато сильніше вражає ці метастатичні клітини, і вони насправді гинуть".
Майкл Дж. Морган, доктор філософії
Іншими словами, коли команда блокувала аутофагію, генетично вимикаючи її, страждали як метастатичні, так і неметастатичні клітини. Однак, коли вони пригнічували аутофагію та лізосоми препаратом хлорохін, неметастатичні клітини трохи сповільнювались, але метастатичні клітини були повністю знищені.
"У лізосомах було щось специфічне для цих метастатичних клітин", - каже Торберн.
Чому лізосоми так важливі?
Далі вчені хотіли детально розібратися і зрозуміти, чому лізосоми настільки неймовірно важливі для метастазування ракових клітин. Для цього вони розробили стійкі до хлорохіну клітини.
Сюди входили зростаючі метастатичні клітини разом з невеликою кількістю хлорохіну. Більшість клітин загинуло, але ті, що вижили, зберігали і вирощували знову за допомогою хлорохіну. Оскільки вони поділялись багато разів, кожне наступне покоління ставало дедалі стійкішим до хлорохіну.
Однак, коли клітини стабільно ставали стійкими, вони втрачали здатність метастазувати.
Як пояснює Морган, “двері коливаються в обидві сторони: коли ми обирали клітини, які протистояли хлорохіну, вони не метастазували. І коли ми вибрали для клітин, які були метастатичними, вони набули чутливості до хлорохіну. Вони перестали рости і померли, бо раптом почали залежати від лізосомної дії, яку забирає хлорохін ".
Ця знахідка може бути корисною при лікуванні раку. Теодореску наводить приклад, кажучи: "Якщо у пацієнта є пухлина раку сечового міхура, і ми дали хлорохін, припустимо, що деякі ракові клітини стали стійкими до хлорохіну".
“На основі нашого дослідження ми можемо передбачити, навіть якщо стійкі клітини знову почнуть рости, вони більше не будуть метастатичними. Це може мати клінічну користь для пацієнта ".
Нарешті, дослідники виявили, що білок під назвою ID4 здається важливим у цьому процесі. Клітини з нижчим рівнем ID4 були чутливі до хлорохіну та метастатичні; ті з вищим рівнем ID4 були менш метастатичними та стійкими до хлорохіну.
Не виключено, що ID4 можна використовувати як маркер для прогнозування результатів пацієнта. Насправді вже відомо, що більш високі рівні ID4 передбачають кращі результати для раку сечового міхура, молочної залози та простати.
В даний час існує великий інтерес до інгібіторів аутофагії для використання при лікуванні раку; це дослідження дає цікаве розуміння і, без сумніву, надихне на подальші розслідування.
