Локальный стресс, вызванный опухолью, у личинок плодовых мух высвобождает сигнальную молекулу, которая перепрограммирует метаболизм животных, как обнаружила команда ученых из Института физико-химических исследований RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research Riken) в Японии. Если то же самое произойдет и с людьми, это поможет разработать новые методы лечения осложнений, вызванных раком, которые часто приводят к летальному исходу.
То, как рак убивает людей, часто остается загадкой. В некоторых случаях это приводит к нарушению работы жизненно важного органа. Но чаще всего рак убивает, вызывая изменения, которые затрагивают организм в целом.
В качестве примера можно привести кахексию, вызванную раком, синдром истощения, вызывающий потерю мышечной массы и жира. Это способствует истощенному виду многих онкологических больных. По оценкам, кахексия встречается у 80% людей с метастатическим раком и непосредственно является причиной 30% всех случаев смерти от рака.
Однако остается неясным, как рак приводит к таким осложнениям в масштабах всего организма.
«Мы до сих пор многого не понимаем в отношении раковой кахексии», — комментирует Морихиро Окада (Morihiro Okada) из Центра исследований динамики биосистем RIKEN (RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research). «И существуют очень ограниченные возможности для его лечения».
Теперь Окада, Са Кан Ю (Sa Kan Yoo) с соавторами обнаружили, что вызванный раком стресс у личинок плодовых мух вырабатывает белок, известный как нетрин, который перепрограммирует метаболизм личинок.
Впервые нетрин, который играет роль в управлении миграцией клеток и нервных аксонов во время развития, участвует в распространении эффектов локального рака на метаболизм организма. Исследование опубликовано в научном журнале The EMBO Journal.
Команда ученых создала у плодовых мух мутантный ген, который приводит к тому, что ткани, которые обычно у личинок развиваются в глаза, превращаются в опухоли. Несмотря на то, что раковые клетки не размножались чрезмерно, около 80% личинок с мутацией погибли в течение нескольких дней.
Исследователи предположили, что факторы, выделяемые раковыми клетками, негативно влияют на весь организм. Они идентифицировали 20 факторов, включая нетрин, экспрессия которого повышена в раковых клетках. Последующий анализ показал, что ингибирование экспрессии нетрина заметно увеличивает выживаемость личинок, хотя это не влияет на раковые клетки. «Почти все личинки выжили после уничтожения нетрина», — объясняет Окада.
У больных раком людей часто наблюдается повышенный уровень нетрина, что позволяет предположить, что тот же механизм может наблюдаться и у людей. «В последнее время многие исследователи сосредоточили внимание на нетрине в опухолевых клетках, поскольку его высокая экспрессия в опухолях приводит к очень высоким уровням в крови», — говорит Окада. «Но пока никто не знает, какую роль нетрин играет в крови».
Открытие команды Ю предполагает, что можно улучшить выживаемость пациентов, изменив метаболическое состояние тканей вдали от очага рака. Теперь ученые намерены распространить свое исследование на мышей.
Авторы другого исследования обнаружили фермент, который приводит к раковой кахексии.