Канадские ученые из Научно-исследовательского института Луненфельда-Танебаума в Торонто совершили прорыв, опубликовав в журнале Nature исследование, которое объясняет, почему миллионы клеток в нашем теле, несущих раковые мутации, никогда не превращаются в опухоли. Ключевым фактором, определяющим судьбу мутировавшей клетки, оказалась скорость ее деления, или продолжительность клеточного цикла.

Долгое время было известно, что рак возникает в результате мутаций в онкогенах или генах-супрессорах опухолей. Однако недавние исследования показали, что многие здоровые клетки также несут эти мутации, но остаются безвредными. Вопрос, который поставили перед собой исследователи: что отличает "безопасные" мутировавшие клетки от тех, которые запускают агрессивный рост рака?

Скорость деления как предиктор рака

Гипотеза о влиянии продолжительности клеточного цикла быстро стала центральной. Клетки делятся циклически, проходя этапы роста, дупликации ДНК и собственно деления. Известно, что по мере специализации клетки ее цикл становится длиннее. Чтобы проверить эту связь, ученые генетически модифицировали мышей, позволяя им вручную активировать канцерогенные мутации в различных тканях, включая сетчатку глаза, легкие и гипофиз (мозг).

Для измерения продолжительности клеточного цикла использовалась техника двойного мечения, которая позволяла визуализировать момент деления материнской клетки на две дочерние. Это дало возможность точно рассчитать время цикла и проанализировать дальнейшую судьбу этих клеток.

Результаты оказались поразительными: в подавляющем большинстве случаев клетка, которая трансформировалась в раковую после мутации, всегда была той, которая делилась быстрее всего. Например, в сетчатке глаза раковыми стали амакриновые клетки, чей клеточный цикл длился всего 26 часов, в то время как соседние мутировавшие клетки с циклом от 77 до 143 часов опухолей не образовали.

Замедление цикла предотвращает опухоли

Исследователи пошли дальше и модифицировали гены, которые замедляют клеточный цикл. Результат был ошеломляющим: несмотря на индуцированные канцерогенные мутации, ни одна опухоль не сформировалась. «Мы сначала подумали, что это ошибка, — признается соавтор исследования Род Бремнер. — Невероятно, что ткань может содержать клетки с типичными раковыми мутациями, но при этом не образовывать опухоли».

Это открытие открывает новые горизонты для профилактики и лечения онкологических заболеваний. Если можно контролировать скорость клеточного деления, можно потенциально предотвратить развитие рака. Однако, как отмечают эксперты, искусственное замедление клеточного цикла в организме человека — сложная задача, поскольку некоторые органы (например, кожа или кишечник) требуют быстрого обновления клеток для нормального функционирования. Следующим этапом станет тестирование этой гипотезы на человеческих клетках in vitro.