Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили процесс, при котором клетки печени обмениваются молекулами посредством обмена везикулами, чтобы размножаться в условиях, которые обычно подавляют пролиферацию клеток. Они также обнаружили доказательства того, что этот процесс происходит в различных типах раковых клеток, что открывает путь к новому подходу к борьбе с резистентностью рака к лечению. Результаты были опубликованы 17 октября 2023 года в eLife .
«Понимание пролиферации клеток является фундаментальным вопросом как в исследованиях рака , так и в биомедицинской науке в целом», — сказал Ген-Шэн Фэн, доктор философии, профессор патологии в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего и молекулярной биологии в Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Хотя мы изучали здесь печень из-за ее невероятного регенеративного потенциала, мы также обнаружили эти пузырьки в других типах раковых клеток. Мы считаем, что это может быть универсальным механизмом, который повышает устойчивость к методам лечения рака, направленным на пролиферацию клеток».
В организме существует множество молекулярных процессов, которые помогают контролировать пролиферацию клеток, включая и выключая ее по мере необходимости в разных обстоятельствах и в разных органах. Это хорошо иллюстрируется печенью, которая обладает высокой способностью к регенерации для поддержки важных детоксикационных и метаболических функций.
«Клетки печени размножаются быстрее и эффективнее, чем любые другие клетки организма, что делает печень идеальным местом для изучения биологических процессов, контролирующих деление клеток», — сказал Фэн. «Это те же процессы, которые нарушаются при раке, и поэтому одним из многообещающих подходов к лечению рака является воздействие на пролиферацию клеток».
В предыдущих исследованиях Фэн и его команда заметили, что небольшая часть клеток печени у мышей все еще могла пролиферировать, даже если клетки были генетически модифицированы так, чтобы в них отсутствовал критический сигнальный фермент, необходимый для пролиферации клеток. Этот фермент, называемый Shp2, помогает клеткам печени узнать, когда пришло время делиться во время регенерации печени. Shp2 также является известной мишенью для лечения различных видов рака, а ингибиторы Shp2 участвуют в нескольких текущих клинических испытаниях.
Исследователи обнаружили, что клетки печени имеют хитрый способ компенсировать недостающий фермент. Сгруппировавшись вместе и обмениваясь крошечными, обернутыми белком пакетами, называемыми везикулами, клетки печени могут взаимодействовать и делиться биохимическими материалами, необходимыми для размножения, что позволяет им размножаться даже без Shp2.
«Мы уже давно знаем, что клетки печени имеют другие способы регенерации, даже при недостатке Shp2, и это исследование показывает нам, как они это делают», — сказал Фэн.
Хотя исследователи сделали это открытие на нераковых клетках печени, они также обнаружили доказательства того, что раковые клетки могут использовать ту же стратегию, чтобы сопротивляться лечению и продолжать делиться. Везикулы, которые клетки печени используют для обмена молекул, отмечены белком CD133, и исследователи также обнаружили аномально высокие количества этого белка в различных раковых клетках человека.
«Мы считаем, что открыли важную стратегию, которую опухоли используют, чтобы противостоять терапии. Это открытие может оказаться новой мощной мишенью для лечения рака, особенно в рамках комбинированной терапии для смягчения резистентности к лечению».
Хотя полученные результаты могут привести к открытию новых методов лечения рака, они также предполагают новый взгляд на возникновение, прогрессирование и рецидив рака. CD133 широко рассматривается как маркер раковых стволовых клеток, группы раковых клеток, которые, как считается, ответственны за возникновение опухолей.
«Наши результаты могут сказать нам, что «стволовость» раковой клетки, или способность инициировать и повторно инициировать опухоли, не является центральной частью ее идентичности, а является временным состоянием, которое можно индуцировать или, возможно, даже отключить», — сказал Фэн. «Это может стать совершенно новым взглядом на рецидив опухоли, который откроет двери для новых методов лечения».