Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойБиологияПарадокс роста: ахиллесова пята рака

Парадокс роста: ахиллесова пята рака

- Advertisement -

Новое исследование показывает, что неконтролируемый рост раковых клеток приводит к состоянию старения, влияя на их способность делиться. Это открытие бросает вызов современным методам лечения рака с использованием ингибиторов роста и деления и предполагает необходимость альтернативных стратегий лечения. Фото: SciTechDaily.com

Исследователи ETH Zurich выясняют, что может произойти, когда клетки превышают свой нормальный размер и начинают стареть. Их новые результаты могут помочь оптимизировать лечение рака.

  • Если клетки в клеточных культурах растут во время обработки агентами, подавляющими деление, их рост становится чрезмерным, и они навсегда теряют способность делиться.
  • Однако если клетки обрабатывать комбинацией ингибиторов деления и ингибиторов роста, они сохраняют способность делиться после прекращения приема этих веществ.
  • Полученные результаты можно применить к некоторым методам лечения рака, но сначала их необходимо клинически протестировать и подтвердить.

Понимание роста клеток и рака

Рост — это фундаментальный биологический процесс и необходимое условие развития и размножения живых организмов. Процессы роста клеток (т.е. производства новой биомассы) и деления клеток должны быть скоординированы друг с другом.

В многоклеточных организмах, таких как человек, рост клеток также должен быть скоординирован с окружающей средой, чтобы клетки присутствовали в нужном количестве и размере для формирования функциональных тканей или органов. Таким образом, рост клеток строго регулируется и происходит только при наличии определенных сигналов роста.

Но раковые клетки разные. Они беспрепятственно растут, делятся снова и снова и не реагируют на сигналы остановки из окружающей среды.

Клетки, в которых подавляется только деление (слева), продолжают расти и теряют способность делиться, тогда как клетки, в которых подавляются рост и деление, этого не делают. Фото: Сандья Манохар / ETH Zürich

Двойная природа раковых клеток

Теперь в журнале опубликовано несколько исследований Молекулярная клетка показывают, что неконтролируемый рост является не только преимуществом для раковых клеток, но и слабостью.

Одно из таких исследований провел профессор Габриэль Нейрор из Института биохимии ETH Цюриха. В течение нескольких лет он и его группа исследовали, как рост клеток влияет на их функцию. Они также изучают, что происходит, когда клетки превышают свой нормальный размер и переходят в состояние, которое исследователи называют старением. В этом состоянии клетки становятся сверхъестественно большими и теряют способность делиться. Тем не менее, они все еще активны и могут влиять на окружающую среду, например, выделяя вещества-посредники.

Стареющие клетки обнаруживаются в нормальных тканях и играют важную роль в процессе старения. Однако старение также может быть вызвано химическими веществами, и, поскольку оно приводит к потере способности к делению, оно является целью некоторых методов лечения рака.

Нарушение восстановления ДНК

Коллега Нейрора Сандья Манохар теперь исследовала, влияет ли чрезмерный размер на клеточные функции в стареющих клетках. В своем исследовании она обрабатывала нераковую клеточную линию и линию клеток рака молочной железы веществами, подавляющими рост и деление.

Когда она использовала в своих культурах клеток только вещества, подавляющие деление, клетки действительно больше не могли делиться, но продолжали расти и старели. В результате они навсегда утратили способность делиться. Этот эффект сохранялся даже после того, как Манохар прекратил прием ингибиторов деления.

Важной причиной потери способности к делению является то, что увеличенные клетки больше не могут восстанавливать повреждения своего генетического материала, такие как двухцепочечные клетки. ДНК ломается. Такие разрывы всегда происходят спонтанно, когда клетка дублирует свой генетический материал до деления клетки.

Кроме того, эти клетки не могут правильно активировать ключевой сигнальный путь (p53-p21), который имеет решающее значение для скоординированного ответа на разрывы ДНК. В результате повреждение не устраняется достаточно эффективно. Для увеличенных клеток это означает, что во время деления накапливаются многочисленные непоправимые разрывы ДНК — до такой степени, что деление становится невозможным.

Под вопросом комбинированная терапия в лечении рака

Тем не менее, когда исследователи одновременно обрабатывали клетки веществами, ингибирующими деление и рост, клетки смогли снова нормально делиться и размножаться после прекращения приема обоих веществ. «В терапии рака это именно то, чего вам не нужно», — говорит Нейрор.

Агенты, ингибирующие рост и деление, уже используются в лечении рака. «Основываясь на наших наблюдениях в клеточных культурах, мы ожидаем увеличения частоты рецидивов при одновременном лечении опухоли ингибиторами деления и ингибиторами роста. Было бы разумнее сначала использовать ингибитор деления, а затем препарат, который еще больше повреждает ДНК клеток и делает деление совершенно невозможным», — объясняет Нейрор.

Дальнейшие исследования и клинические последствия

До сих пор исследователи ETH проверяли свои новые результаты только на клеточных культурах. Поскольку рост и деление сильно зависят от клеточной среды, команда не может перенести эти результаты непосредственно в клинические условия. Таким образом, сначала необходимы испытания с органоидами или образцами тканей, чтобы лучше проверить потенциальное лечение. Также проводятся клинические исследования по изучению различных комбинаций ингибиторов деления и других лекарств.

Идея, выдвинутая исследователями ETH под руководством Neurohr, получила поддержку исследований трех других международных исследовательских групп, также опубликованных в том же выпуске журнала. Молекулярная клетка.

Эти исследования показывают, что раковые клетки с гиперактивным ростом чувствительны к лечению ингибиторами деления. Поскольку эти вещества уже используются для лечения некоторых типов рака молочной железы, новые результаты могут оказать долгосрочное влияние на лечение рака.

Ссылка: «Дефекты гомеостаза генома приводят к старению увеличенных клеток», Сандья Манохар, Марианна Э. Эстрада, Федерико Ульяна, Карла Вуина, Патрисия Мояно Альварес, Робертус А. М. де Брюин и Габриэль Э. Нейрор, 16 ноября 2023 г., Молекулярная клетка.
DOI: 10.1016/j.molcel.2023.10.018

Это исследование финансировалось профессорской стипендией SNSF Габриэля Нейрора и стипендией ETH Сандхьи Манохар.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме