В нескольких словах
Канадские ученые обнаружили, что скорость деления клетки является критическим фактором в определении того, станет ли мутировавшая клетка раковой. Быстро делящиеся клетки с мутациями чаще образовывали опухоли в экспериментах на мышах.
Миллионы клеток в нашем теле несут мутации, связанные с раком, однако лишь очень немногие из них в итоге образуют опухоли. Рак возникает, когда эти аномальные клетки вторгаются в соседние ткани и распространяются по телу.
Новое исследование, проведенное канадскими учеными из Исследовательского института Луненфельд-Таненбаум в Торонто, раскрывает критический фактор, определяющий, станет ли мутировавшая клетка раковой. Этим фактором оказалась продолжительность клеточного цикла — время, необходимое клетке для деления.
По словам Рода Бремнера, соавтора исследования и специалиста по исследованию рака, такое всестороннее подтверждение этого фактора на столь широком спектре различных типов рака получено впервые.
Известно, что рак связан с мутациями в онкогенах или генах-супрессорах опухолей. Если эти гены мутируют и перестают функционировать, клетка потенциально может стать раковой. Однако недавние исследования показали, что многие здоровые клетки несут такие мутации, но никогда не образуют опухолей.
Основной вопрос, который задали себе исследователи: что отличает клетки, запускающие развитие рака, от тех, которые остаются безвредными, несмотря на наличие мутаций?
Гипотеза о влиянии времени деления клеток быстро стала центральной. Клетки делятся циклически, проходя через этапы роста, дупликации ДНК и деления. Исследователи отмечают, что при специализации клетки (когда она теряет способность превращаться в другой тип, как стволовые клетки) ее клеточный цикл обычно удлиняется.
Для проверки гипотезы и определения связи между клеточным циклом и развитием раковых клеток ученые генетически модифицировали мышей. Это позволило им по желанию активировать или деактивировать определенные гены для индукции канцерогенных мутаций.
Наблюдения проводились в различных тканях после генетической модификации, включая глаз, легкие и гипофиз. Для измерения продолжительности клеточного цикла использовалась техника двойного мечения, позволяющая визуализировать под микроскопом деление материнской клетки на две дочерние. Это позволило рассчитать время цикла и затем анализировать дальнейшее развитие этих клеток.
Например, при изучении мелкоклеточного рака легкого, связанного с инактивацией генов RB и p53, мутации индуцировались как у эмбрионов, так и у взрослых мышей в различных типах клеток. В обоих случаях более короткий клеточный цикл приводил к быстрому росту опухоли.
Главный вывод из экспериментов на большинстве мышей и тканей состоит в том, что клетка, превращающаяся в раковую после деления, всегда является той, которая делится быстрее. В глазу, например, раковыми стали амакриновые клетки сетчатки. Их клеточный цикл длился всего 26 часов, тогда как у соседних клеток с такими же мутациями, но не вызвавших рак, цикл занимал от 77 до 143 часов.
Рената Басто, руководитель группы биологии центросом в Институте Кюри, считает исследование очень интересным, но подчеркивает, что оно оставляет много вопросов. Например, пока неясно, какой именно этап клеточного цикла играет ключевую роль в развитии раковой клетки.
Ученые пошли дальше и модифицировали гены, замедляющие клеточный цикл. Результат оказался поразительным: несмотря на индуцированные мутации, опухоли не формировались. По словам Рода Бремнера, это открытие «невероятно» и указывает на то, что ткань может содержать клетки с типичными канцерогенными мутациями, но без образования опухоли.
Следующий этап — тестирование этой гипотезы на человеческих клетках in vitro. Ученые подчеркивают, что клеточный цикл — не единственная причина появления раковых клеток; другие факторы, такие как воспаление, также играют роль.
Рената Басто отмечает, что искусственный контроль клеточного цикла в органах, где подозревается рак, может быть сложной задачей. Для нормального функционирования некоторым органам, таким как кожа или кишечник, требуется быстрое обновление клеток.
Это рекламный материал: Гороскопы
