Исследователи составили подробную карту митохондриальных сетей внутри раковых опухолей.
Хорошо известно, что «машинное отделение» клеток, митохондрии, играют ключевую роль в подпитке раковых клеток. Современное лечение часто строится на различном воздействии на эти микроскопические органеллы: например, путем блокирования источника их пищи для подавления производства энергии; выведения их из строя с помощью лекарственного коктейля; а также мониторинга отходов их жизнедеятельности, которые могут служить маркерами зарождающегося рака.
Недавно ученые совершили следующий шаг в этом направлении и подробно изучили митохондриальные сети в двух типах опухолей рака легких, продемонстрировав их четкую структурную организацию и ее связь с энергетической активностью в тканях. Эти подробные карты открывают большие перспективы для поиска лучших стратегий борьбы с раком легких.
Исследователи из Комплексного онкологического центра Джонссона Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) использовали позитронно-эмиссионную томографию и электронную микроскопию для создания трехмерных карт митохондриальных сетей сверхвысокого разрешения. С помощью алгоритмов глубокого обучения они измерили архитектуру сотен клеток и тысяч митохондрий внутри опухоли.
«Наше исследование представляет собой первый шаг к созданию очень подробных трехмерных карт опухолей легких с использованием генетически модифицированных моделей мышей. Используя эти карты, мы начали создавать структурный и функциональный атлас опухолей легких, который дал нам ценную информацию о том, как опухолевые клетки структурно организуют свою клеточную архитектуру в ответ на высокие метаболические потребности роста раковых тканей. Результаты нашей работы помогут улучшить существующие стратегии лечения, а также осветить новые направления для борьбы с раком легких» — рассказал Дэвид Шакелфорд, доцент медицины Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор исследования.
Митохондрии — это крошечные органеллы внутри клеток, которые перерабатывают пищу для высвобождения энергии или клеточного дыхания,— по сути, источник энергии клетки. Лучшее понимание общей клеточной активности в опухоли имеет жизненно важное значение, учитывая, что раковые клетки в значительной степени зависят от энергии, которую они получают через митохондриальное дыхание. Оказалось, что митохондрии часто объединяются с органеллами, такими как липидные капли (частички жира), для создания субклеточных структур, поддерживающих метаболизм опухолевых клеток.
Определяя архитектуру митохондриальных сетей, исследователи могут быть в лучшем положении для разработки целевых методов лечения, которые бросают вызов структуре и предпочтительным питательным веществам, которые требуются клеткам в данный момент.