Исследователи впервые наблюдали механизм, используемый раковыми клетками для сопротивления воздействию химиотерапии. Результаты могут быть использованы для разработки таргетных лекарств, которые помогут преодолеть химиотерапию и сделать ее более эффективной.
Когда клетки делятся, крошечные трубчатые структуры внутри клетки, называемые микротрубочками, действуют как механические руки, разделяя генетический материал и обеспечивая успешное производство дочерних клеток. Учитывая повышенную скорость деления раковых клеток по сравнению с нормальными клетками, химиотерапевтические препараты против микротрубочек нацелены на эти структуры, чтобы ингибировать рост рака.
Но раковые клетки хитры и разработали способы гарантировать, что лечение не будет эффективным. Это всегда эффективно. Теперь исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Сиднее впервые наблюдали механизм, который раковые клетки используют, чтобы противостоять воздействию химиотерапии.
«Химиотерапия против микротрубочек обычно фрагментирует механические рычаги на несколько узлов, которые тянут хромосомы в нескольких направлениях, а не в двух обычных», — сказал Питер Ганнинг, автор исследования. «Получающийся хаос препятствует правильному разделению хромосом на две дочерние клетки и вызывает апоптоз или запрограммированную гибель клеток».
Исследователи обнаружили, что раковые клетки используют изящную технику, позволяющую им продолжать делиться и, таким образом, избегать эффектов, которые призвана вызвать химиотерапия.
«Мы обнаружили, что раковые клетки используют механическую силу, создаваемую краем клетки, называемой клеточной корой, чтобы преодолеть воздействие широко используемой химиотерапии, которая блокирует способность клетки разделять хромосомы во время клеточного деления», — сказал Ганнинг.
Раковые клетки активируют сигнал, когда микротрубочки фрагментируются, что заставляет «ручки» тянуться к краю клетки и тянуть кору головного мозга, чтобы снова соединить фрагменты.
«Это позволяет рукам стабилизироваться и генерировать силу, необходимую для физического захвата и втягивания хромосом в каждую дочернюю клетку и обеспечения размножения раковых клеток», — сказал Ганнинг.
Исследователи заподозрили, что этот механизм существует после того, как заметили Специфический препарат, нацеленный на микротрубочки, используемый для лечения нейробластомы, детского рака, усиливал эффект химиотерапии. Однако на момент предыдущего исследования методы визуализации были недостаточно развиты, чтобы подтвердить их подозрения.
«Нам нужна была хорошая визуализация раковых клеток в процессе деления клеток, чтобы визуализировать то, что происходит с хромосомами, микротрубочками и архитектурой клеток в режиме реального времени», — сказал Ганнинг. «Для нас это было весьма удивительно, потому что мы не ожидали, что этот механизм раковой клетки будет использоваться таким образом, чтобы преодолеть терапию рака, но мы могли видеть, как это происходит на наших глазах».
Высокие дозы химиотерапии обычно эффективны для остановки деления раковых клеток. Однако при более низких дозах – когда, скажем, у пациента развивается токсичность химиотерапии и дозу необходимо снизить – клетки могут воспользоваться этим врожденным механизмом выживания, который, по мнению исследователей, является фундаментальным компонентом клеточной биологии.
«Мы думаем, что это запасной механизм, который развился, чтобы позволить любой клетке преодолеть небольшое повреждение микротрубочек и обеспечить ее выживание», — сказал Ганнинг. «Так уж получилось, что раковые клетки используют его, чтобы обойти химиотерапию против микротрубочек».
Исследователи сосредоточены на разработке лекарств, которые работают в сочетании с современными химиотерапевтическими агентами, отключая механизм резистентности.
«Атакуя механизмы генерации силы, созданные раковыми клетками, мы ожидаем, что сможем позволить терапии рака выполнять свою работу гораздо эффективнее», — сказал Ганнинг. «На практике мы создали компанию, которая позволит нам разработать лекарства, необходимые для атаки на этот спасательный механизм, что позволит антимикротрубочковой химиотерапии действовать более эффективно и, мы надеемся, улучшит результаты лечения пациентов».
исследование было опубликовано в журнале Current Biology.
