Плацента – уникальный орган млекопитающих, связывающий плод с материнским организмом, выполняет много функций, необходимых для роста и развития эмбриона. При этом сам процесс ее формирования во многом подобен процессу проникновения раковых клеток в окружающие ткани при метастазировании. Ученые исследуют этот феномен в надежде найти новые способы борьбы с метастазами
Плацента развивается в начале беременности у самок млекопитающих из особых зародышевых клеток (трофобластов), которые мигрируют в стенку матки. Степень инвазии (проникновения) плацентарных элементов в соединительнотканную основу органа различается у разных видов млекопитающих. У некоторых из них (крупного рогатого скота и лошадей) плацента слабо связана с маткой. Но у других видов в процессе эволюции появилась плацента, которая глубоко внедряется в стенку матки, – к таким видам относятся обезьяны и «унаследовавший» эту особенность человек.
Известно, что при развитии раковой опухоли ее клетки по многим характеристикам становятся близки к эмбриональным. В том числе, у них происходит активация тех же генов, что и у зародышевых клеток, из которых формируется плацента. При этом у разных видов наблюдается прямая связь между степенью плацентарного «проникновения» и склонностью к злокачественным новообразованиям. Например, коровы в целом меньше подвержены раковым заболеваниям, а меланома (рак кожи), которая у людей является очень агрессивной опухолью, у них преимущественно доброкачественная.
Чтобы изучить процессы проникновения клеток в ткани на молекулярном уровне, ученые культивировали совместно различные клетки человека и коровы. В качестве тканевой «основы» использовались фибробласты (клетки соединительной ткани) эндометрия (внутреннего слоя стенки матки) и кожи коровы и человека. В качестве проникающих клеток – трофобласты коровы, а также раковые клетки хориокарциномы и меланомы человека.
В экспериментах с самыми разными комбинациями клеток ученые убедились, что за интенсивность проникновения клеток в соединительную ткань отвечают клетки самой этой ткани, т.е. фибробласты. При этом клетки кожи и эндометрия имели в этом смысле схожие характеристики: у коровы они больше сопротивлялись любому проникновению, у человека – меньше. Таким образом, те же особенности соединительной ткани, которые «помогают» развитию плаценты и эмбриона в целом, повышают уязвимость перед раковыми метастазами.
Затем ученые идентифицировали в фибробластах гены, активность которых у человека была более высокой по сравнению с коровой. Используя короткие интерферирующие РНК, они уменьшили активность 16 таких генов в клетках эндометрия и кожи человека, так что они стали «похожими» на коровьи. Соединительная ткань из таких модифицированных клеток стала более устойчива к проникновению клеток меланомы.
Из этих результатов следует, что за хорошо «работающую» плаценту приматам, в том числе и человеку, приходится расплачиваться высоким метастатическим потенциалом раковых клеток. Сама же эта работа служит хорошим примером того, как фундаментальное эволюционное исследование может способствовать решению задач практической медицины – в данном случае, разработке новых способов борьбы с метастазами.
Понравился материал? Не забудьте поставить лайк и подписаться!
Фото: клетки метастатической меланомы. Способность раковых клеток передвигаться зависит от богатых белком актином (красная окраска) структур – подосом (желтая окраска). https://commons.wikimedia.org
