Рак: ученые раскрывают, как повысить эффективность лучевой терапии
Ученые недавно определили молекулярный путь, который связывает движение центров производства энергии или митохондрий в раковых клетках с устойчивостью к лучевой терапии. Они говорят, что это может привести к улучшению лечения рака.
Хотя предыдущие исследования уже показали, что этот путь, называемый Arf6-AMP1-PRKD2, играет ключевую роль в инвазивности рака, его связь с резистентностью к лечению остается неясной.
Изучая агрессивные клетки рака груди, ученые из Университета Хоккайдо в Японии обнаружили, что Arf6-AMP1-PRKD2 контролирует движение митохондрий внутри клеток.
Недавняя статья, опубликованная в журнале Nature Communications описывает их работу.
Этот путь позволяет митохондриям «рассредоточиться» и двигаться к периметру клеток, что увеличивает инвазивность рака.
Команда заметила, что блокирование пути заставляет генерирующие энергию структуры вместо этого собираться в центре клеток. Там митохондрии начали производить и выделять чрезмерное количество нестабильных богатых кислородом молекул, известных как активные формы кислорода (АФК).
Молекулы АФК - палка о двух концах при раке; до определенного уровня они способствуют инвазивности рака, но в чрезмерных количествах убивают раковые клетки.
АФК, движение митохондрий и интегрин
Одна из причин, по которой лучевая терапия, в которой используется ионизирующее излучение, может уменьшить или устранить опухоль, заключается в том, что она увеличивает производство ROS внутри раковых клеток.
Однако некоторые виды рака становятся устойчивыми к лучевой терапии и другим методам лечения, которые работают за счет увеличения ROS в раковых клетках, потому что клетки развивают толерантность к молекулам.
Это не первое исследование, в котором отмечается, что митохондрии перемещаются внутри клеток. Известно, что это движение происходит при различных обстоятельствах. Когда белые кровяные тельца, например, движутся к цели - такой как патоген или потенциально опасный агент - их митохондрии будут собираться в их задних концах.
В инвазивных раковых клетках, с другой стороны, «электростанции» собираются в ведущем крае клетки.
Белок под названием интегрин, по-видимому, также участвует в инвазивности рака. Белок обычно находится в клеточной мембране и помогает прикрепить клетку к матрице веществ, которая окружает клетки и удерживает ткани вместе.
Новое исследование более глубоко изучило, как ROS, митохондриальная динамика в клетках и интегрин могут быть связаны при инвазивном раке.
Связь с инвазивным раком
Исследователи провели серию экспериментов на клетках инвазивного рака груди. Они отслеживали производство АФК и движение митохондрий в клетках, маркируя различные молекулы флуоресцентными маркерами.
Затем они заблокировали определенные молекулы, связанные с инвазивностью рака, и наблюдали, что происходит с этими механизмами. Так они идентифицировали путь Arf6-AMP1-PRKD2.
Результаты показали, что этот путь помогает рециркулировать интегрин в раковой клетке, заставляя его образовывать «адгезионный комплекс» в клеточной мембране. В конце концов, это вызвало движение митохондрий к краю клетки.
Однако блокирование пути заставляет митохондрии собираться в середине раковой клетки, а не на краю, и снижает инвазивность.
Затем команда продемонстрировала, что именно это скопление в центре заставляет митохондрии производить чрезмерное количество молекул АФК, которые убивают клетки.
По словам авторов, «эти результаты указывают на новую молекулярную связь между движениями клеток и митохондриальной динамикой, которая, по-видимому, имеет решающее значение как для инвазивной активности, так и для толерантности к АФК при высокоинвазивном раке».
Они приходят к выводу:
«Наши результаты могут также привести к новым стратегиям повышения эффективности лечения рака, опосредованного АФК, таких как [лучевая терапия]».
