Развенчан миф о бессмертии раковых клеток

В раковых клетках нормальные механизмы, управляющие жизненным циклом, теряют эффективность. Онкоклетки получают способность «неограниченного» деления, отказываясь при этом умирать в отведённый (нормальным клеткам) срок, что и приводит к формированию опухоли.

Учёные из Федерального политехнического института Лозанны (Швейцария) обнаружили белковый комплекс, способный регулировать даже этот разрегулированный процесс, и теперь надеются, что им удастся научиться останавливать формирование злокачественных новообразований.

Все клетки нашего организма снабжены автоматическим механизмом самоуничтожения: помимо прочего, они запрограммированы на смерть после определённого числа делений. Эти внутренние часы вызывают наибольший интерес у онкологов, поскольку большинство форм рака демонстрируют дефективность именно в этом «врождённом» качестве. Раковая клетка продолжает делиться бесконечное число раз, намного переживая момент, после которого любая здоровая клетка добровольно закончила бы своё существование. Исследователи под руководством Йоахима Лингнера (Joachim Lingner) выяснили, каким образом злокачественным клеткам удаётся обходить механизм самоуничтожения. Учёные также надеются, что их открытие обеспечит новые цели для химиотерапии.

Отчёт о проделанной работе опубликован в журнале Nature.

a: Уменьшение длины теломеры при репликации. b: Действие теломеразы по восстановлению длины теломеры. с: Яркие белые пятна - теломерная часть хромосом. (Илл. D. Sadava "Life: The Science of Biology".)

На концах каждой хромосомы есть специальная повторяющаяся последовательность ДНК, известная как теломера; её длина увеличивается или поддерживается на постоянном уровне ферментомтеломеразой. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную, стабилизирующую хромосомы функцию. Если теломераза неактивна, теломера представляет собой меру продолжительности жизни клетки: после каждого деления теломера укорачивается до тех пор, пока вовсе не исчезнет, затем запускается механизм самоуничтожения. Таким образом, здоровые клетки способны делиться лишь ограниченное число раз, а именно 50-60 (предел Хейфлика).

Обычно после окончания эмбриональной стадии наши клетки прекращают производство теломеразы (за исключением соматических стволовых клеток, а также некоторых других типов клеток, которым необходимо постоянно делиться для работы определённых тканей, - к примеру, клеток эпителия кишечника). Но иногда клетки мутируют таким образом, что им удаётся реактивировать производство фермента, и тогда теломеры не укорачиваются. Это именно то, что обеспечивает раковым клеткам бессмертие.

Сама по себе подобная мутация недостаточна для возникновения заболевания, однако клеточное бессмертие является важнейшим фактором в формировании 90% всех известных злокачественных опухолей. Интересно и то, что даже в раковых клетках теломеры не удлиняются до бесконечности. После каждого деления, подобно здоровым клеткам, они также теряют около 60 нуклеотидов, которые затем восстанавливаются активной теломеразой. Таким образом, внутренний часовой механизм снова сбрасывается на ноль, а клетка становится бессмертной. И вот тут возникает вопрос: что же мешает теломерам удлиняться до бесконечности?

Швейцарцам, кажется, удалось найти ответ: они идентифицировали три белка, которые соединяются вместе, а затем прикрепляются к теломерам. Являясь чем-то вроде крышки на кастрюле, этот протеиновый комплекс препятствует взаимодействию теломер с теломеразой. К сожалению, в раковых клетках белковый комплекс срабатывает слишком поздно, допуская восстановление длины теломер до исходного состояния.

Таким образом, если бы удалось заставить этот белковый комплекс реагировать быстрее или можно было бы искусственно воспроизвести этот механизм (что, кстати, должно быть проще всего, поскольку опыт в разработке средств блокирования взаимодействия белков, в данном случае теломер и теломеразы, накоплен колоссальный), то раковые клетки перестали бы быть такими бессмертными и умирали бы как все здоровые клетки.

Подготовлено по материалам Федерального политехнического института Лозанны.