Мощные раковые клетки проникают в фибробласты, стимулируя их рост и изменяя активность генов
Митохондрии (красные) перемещаются от раковых клеток (слева на снимке) по нитевидной трубке (в центре) к клеткам соединительной ткани, называемым фибробластами (справа на снимке).
Раковые клетки могут «промывать мозги» своим соседям.
Подобно тому, как ЦРУ использует секретных агентов для борьбы с врагом, опухоли используют аналогичную стратегию для манипулирования близлежащими клетками. Возбудителями опухолей являются митохондрии, “электростанции” клетки, вырабатывающие энергию. Как показало недавнее исследование, как только эти митохондрии проникают в здоровые клетки, они могут перепрограммировать их на выполнение задач рака.
В течение многих лет ученые знали, что опухоли могут красть митохондрии из окружающих клеток. Но новая работа предполагает, что опухоли могут делать и обратное.
«При раке перенос митохондрий происходит в обоих направлениях«, — говорит Сабина Вернер, биохимик и клеточный биолог из ETH Zurich.
Команда Вернера выявила важнейший белок, который раковые клетки используют для уничтожения своих приспешников-митохондрий. Выявление таких молекулярных игроков важно, потому что они открывают путь к разработке новых методов лечения. Это еще только начало, но белок MIRO2, “безусловно, является интересной мишенью”, — говорит она.
Команда Вернера не планировала охотиться за митохондриями-изгоями. Исследователи изучали, как раковые клетки взаимодействуют с клетками соединительной ткани, известными как фибробласты. Затем один из ее коллег показал ей нечто странное: длинную тонкую структуру, соединяющую два типа клеток, как кусок проволоки.
“Что это?” — как она помнит, спросил он. Микроскопическая нить выглядела как туннелирующая нанотрубка, узкая клеточная магистраль, известная тем, что доставляет митохондрии и другие грузы между клетками. “Я был очень взволнован”, — говорит Вернер. В лаборатории ее команда наблюдала, как митохондрии из раковых клеток перемещаются в соседние фибробласты, о чем до сих пор не сообщалось.
По словам Вернер, этот приток перемещающихся митохондрий придал клеткам-реципиентам “мощный импульс”. Всего за 24 часа богатые митохондриями фибробласты начали расти быстрее и активизировать активность генов, связанных с раком, сообщила команда ученых 28 августа в журнале Nature Cancer. Эти результаты позволяют предположить, что митохондрии раковых клеток перепрограммировали клетки в «помощников», поддерживающих рак. А при введении фибробластов-перебежчиков в уши мыши, которые были введены рядом с раковыми клетками, опухоли вздулись, как маленькие красные воздушные шарики.
Хотя у команды Вернера все еще есть вопросы о процессе переноса митохондрий, исследователи определили ключевого участника. MIRO2 доставляет митохондрии к краю клетки, где образуются трубки. Исследователи обнаружили, что без MIRO2 раковые клетки не могут посылать свои митохондрии к фибробластам.
Работа Вернера и других ученых показывает, что рак может использовать митохондрии для манипулирования окружающей средой, говорит Йосуке Тогаши, молекулярный биолог из Университета Окаямы в Японии. Эта манипуляция включает в себя не только фибробласты. Ранее в этом году команда Тогаши предположила, что раковые клетки также могут переносить митохондрии в иммунные клетки, ослабляя их типичную способность бороться с раком.
Хотя область переноса митохондрий все еще находится в зачаточном состоянии, она быстро развивается, говорит молекулярный биолог Иржи Неужил из Чешской академии наук в Праге. А что касается того, что раковые клетки переключают свои энергетические центры на фибробласты, он говорит: “Я не сомневаюсь, что это происходит”. Результаты Вернера вызвали волну новых вопросов, говорит он. “Что является движущей силой этого? Что является спусковым механизмом? Каков механизм?”
Команда Вернер тоже работает над этими вопросами. По их мнению, полученные результаты являются хорошим примером того, что может произойти, когда ученые уделяют время изучению необычной темы. И в случае с “нитью” — нитевидные нанотрубки — оказалась чем-то большим, чем просто метафорой.