Все раковые клетки, а не только небольшая их часть, способны перейти в режим медленного деления, когда они находятся под угрозой. Позже, когда угроза исчезнет, они могут «проснуться» и вернуться в режим быстрого разделения. Благодаря способности уложить их спать вместе, раковые клетки могут выжить на каждом этапе химиотерапии и приобрести устойчивость к ее последующим этапам.
Следовательно, опухолевые клетки используют диапаузу, то есть вызываемое извне, но внутренне контролируемое переходное состояние торможения развития. Ученые из Онкологического центра принцессы Маргарет и Университета Торонто только что сообщили, что раковые клетки могут получить пользу от диапаузы. Их статью можно прочитать в Cell.
«Мы использовали методы маркировки клеток и математического моделирования на раковых клетках толстой кишки, взятых у пациентов. Таким образом, мы хотели идентифицировать и охарактеризовать состояния, в которых находятся клетки в ответ на химиотерапию (DTP, устойчивый к лекарствам персистер). В опухолях, которые перешли в состояние АКДС, мы не обнаружили снижения клональной сложности, и после прекращения лечения опухоли возобновили свое обычное действие», — пишут авторы исследования. Они добавили, что полученные данные соответствуют математической модели, которая предсказывает, что все раковые клетки, а не только некоторые небольшие субпопуляции, способны проникать в АКДС.
В рамках исследования группа под руководством Кэтрин О'Брайен и Мигеля Рамальо-Сантоса лечила раковые клетки толстой кишки человека химиотерапевтическими средствами. Оказалось, что все клетки вошли в состояние медленного развития, когда перестали делиться и требовали мало питательных веществ. Пока в чашке Петри были химиотерапевтические препараты, раковые клетки оставались в том, что ученые назвали «состоянием, подобным диапаузе DTP».
«Оказывается, раковые клетки могут использовать эволюционный механизм выживания, хотя до сих пор казалось, что люди утратили его в результате эволюции», — сказала О'Брайен. «Ученый, хирург, специализирующийся на онкологических заболеваниях пищеварительной системы, придумал идею своего исследования три года назад, когда она вспомнила лекцию о клеточных механизмах, которые позволяют эмбриону мыши выживать в неблагоприятных условиях. Слушая его, мне пришла в голову мысль исследовать, могут ли раковые клетки использовать этот механизм, чтобы выжить при химиотерапии», — говорит она.
Ученый связался с автором лекции Мигелем Рамальо-Сантосом и сравнил профили экспрессии генов медленно развивающихся раковых клеток, обнаруженных в состоянии DTP в результате химиотерапии, с экспрессией генов мышиных эмбрионов в состоянии диапаузы. Оказалось, что эти профили поразительно похожи друг на друга.
Как и в случае с эмбрионами, раковые клетки в DTP должны активировать процесс аутофагии. В результате клетка может «съесть» свои собственные белки и другие элементы, чтобы выжить в отсутствие других источников энергии.
О'Брайен протестировала крошечную молекулу, которая блокирует аутофагию, и тогда раковые клетки не выжили. Их убили химиотерапевтические препараты. «Это дает нам уникальную возможность. Мы должны атаковать раковые клетки, пока они находятся в отсроченном периоде, прежде чем у них разовьется генетическая устойчивость к лекарствам. Это новый взгляд на устойчивость к химиотерапии и способы ее преодоления», — добавляет ученый.