Как раковые клетки освобождают себе место

 

То есть опухолевым клеткам мало просто уметь делиться, они должны как-то освобождать себе место. С другой стороны, во время индивидуального развития, когда наши органы и ткани растут, время от времени случается так, что клеток становится больше, чем нужно. И в таких случаях перенаселённая ткань каким-то образом избавляется от лишних клеток. Можно предположить, что злокачественная опухоль как-то использует молекулярно-клеточные механизмы, которые следят за числом клеток, чтобы выиграть в конкурентной борьбе за свободное место.

(Экспансия опухолевых клеток (пурпурных) и деформация соседних клеток (зеленых) в грудной клетке куколки дрозофилы (плодовой мухи))

 

Очевидно, что здесь всё начинается с механических сил: клетки чувствуют, что давят друг на друга, и механическое давление включает в них некие молекулярные процессы. При этом обычно считается, что лишние клетки просто выдавливаются из ткани. На самом же деле, как пишут в Current Biology исследователи из португальского Центра изучения неизвестного Антонио Шампалимо и французского Института Пастера, клетки гибнут прямо в ткани с помощью специальной программы суицида.

Таких программ есть несколько (самая известная среди них – апоптоз), и без них ни одному живому организму не обойтись, так как программируемая клеточная смерть не только помогает формировать органы, но и избавляет организм от старых, больных, опасных клеток. И если суицидальную программу в клетках отключали, то хотя окружающие их сильно сдавливали, они не умирали и не уходили из ткани.


С другой стороны, в экспериментах с эпителиальными клетками дрозофилы исследователи обнаружили, что механический стресс подавляет работу молекулярного сигнального пути EGFR/ERK, который помогает клеткам выживать. EGFR и ERK – названия ключевых белков, которые воспринимают определённые сигналы извне и передают их внутриклеточным исполнителям, другим белкам, которые влияют на активность тех или иных генов и ферментов. Пока сигнальный путь EGFR/ERK работает, суицидальная программа в клетке не включается.

Когда нормальные эпителиальные клетки росли в окружении опухолевых, то у нормальных клеток отключался защищающий их от гибели сигнальный путь EGFR/ERK. Чувствуя механические деформации, они начинали умирать, освобождая место для опухолевых клеток. Однако опухолевые клетки тоже чувствуют давление, почему же они сами не гибнут? Авторы работы объясняют это тем, что у злокачественных клеток обычно испорчены мутациями гены, отвечающие за запрограммированную гибель.

В то же время если этот сигнальный путь специально поддерживали в активном состоянии, то нормальные клетки оставались в живых, а вот опухолевые клетки начинали распространяться медленнее. Возможно, в будущем получится сдерживать рост опухолей, помогая обычным клеткам удерживать своё место и не уступать в механической конкуренции клеткам опухолей.

По материалам Phys.org.

Автор: Кирилл Стасевич