Онкологические заболевания остаются одной из наиболее значимых медицинских проблем современности. Исследователи по всему миру активно изучают фундаментальные биологические процессы, способные влиять на зарождение и развитие злокачественных клеток.
Молекулярные структуры под названием теломеры выполняют роль защитных колпачков на концах хромосом, подобно пластиковым наконечникам на шнурках. Их основная функция — предотвращать слияние и повреждение хромосом при многократном делении клеток и копировании ДНК. Однако, в отличие от изношенных шнурков, потеря теломер может иметь катастрофические последствия, создавая предпосылки для развития онкологических заболеваний. Об этом сообщает специализированный медицинский портал Medicalxpress.
Учёные из Института Солка, исследующие взаимосвязь теломер и рака, совершили неожиданное открытие. Оказалось, что процесс аутофагии — внутриклеточной «утилизации» и переработки повреждённых компонентов, который традиционно рассматривался как механизм выживания клетки, — на самом деле может способствовать её гибели в определённых условиях. Это предотвращает превращение предраковых клеток в злокачественные опухоли. Исследование, опубликованное в журнале Nature 23 января 2019 года, указывает на аутофагию как на новый, ранее неизвестный путь подавления опухолей. Полученные данные также предполагают, что терапевтические подходы, направленные на блокировку аутофагии для борьбы с уже развившимся раком, могут, напротив, невольно способствовать его возникновению на самых ранних стадиях.
«Результаты исследования стали для нас полной неожиданностью», — признаётся Ян Карлседер, профессор лаборатории молекулярной и клеточной биологии Солка и ведущий автор работы. «Известно множество клеточных контрольных точек, которые сдерживают неконтролируемое деление и озлокачествление клеток, но мы никак не ожидали, что аутофагия окажется одной из них».
Кризис теломер: отправная точка или тупик для рака?
При каждом делении клетки и удвоении её ДНК теломеры постепенно укорачиваются. Когда их длина становится критически малой и они теряют способность защищать хромосомы, клетка получает сигнал о необходимости прекратить деление. Однако под воздействием онкогенных вирусов или других факторов этот защитный механизм иногда даёт сбой. Клетки продолжают делиться, имея повреждённые или отсутствующие теломеры. Это состояние известно как «кризис». В нём незащищённые хромосомы могут сливаться и повреждаться, что является характерным признаком для некоторых типов рака.
Исследовательская группа Карлседера поставила перед собой задачу глубже изучить феномен кризиса. Это состояние представляет особый интерес по двум причинам. Во-первых, кризис часто приводит к массовой гибели клеток, что естественным образом препятствует превращению предраковых клеток в полноценную опухоль. Во-вторых, биологический механизм, лежащий в основе этой защитной гибели клеток, до конца не изучен.
Переосмысление роли аутофагии в онкогенезе
Новое исследование кардинально меняет взгляд на роль аутофагии в развитии рака. Вопреки ранее существовавшим представлениям о том, что аутофагия может «подпитывать» раковые клетки, предоставляя им ресурсы за счёт переработки внутриклеточного материала, работа учёных из Института Солка демонстрирует обратное. Аутофагия выступает в роли защитного барьера, сдерживающего неконтролируемый рост. Без этого процесса клетки, утратившие другие противоопухолевые механизмы (например, функцию генов-супрессоров), входят в состояние кризиса, которое сопровождается бесконтрольным делением, накоплением повреждений ДНК и, как следствие, высоким риском развития злокачественных новообразований.
«Эта работа невероятно увлекательна, поскольку открывает целый ряд новых направлений для изучения, — комментирует Карлседер. — Мы не знали, что клетки способны переживать кризис; не предполагали, что аутофагия связана с гибелью клеток в этом состоянии; и уж точно не догадывались, что именно аутофагия предотвращает накопление генетических повреждений. Теперь перед нами открывается совершенно новая область научных изысканий, которые мы с энтузиазмом планируем продолжать».
фото: depositphotos
Осознанная красота материнства в нашем Instagram:
Расскажи друзьям: Теги: Рак