Учёные раскрыли механизм, с помощью которого опухоли уничтожают здоровые клетки для собственного роста
Опухоли способны развиваться не только за счёт собственных генетических изменений, но и благодаря активному воздействию на окружающие здоровые ткани. К такому выводу пришли исследователи из Института биомедицинских исследований Барселоны (IRB Barcelona), которые обнаружили ранее неизвестный механизм роста опухолей. Оказалось, что некоторые раковые клетки могут буквально подавлять и уничтожать соседние здоровые клетки, освобождая пространство и ресурсы для дальнейшего развития новообразования.
Результаты исследования были опубликованы в научном журнале EMBO Reports. Работа помогает лучше понять фундаментальные процессы, лежащие в основе развития злокачественных заболеваний, включая рак матки, а также другие патологии, связанные с нарушением клеточного контроля и хроническим воспалением.
В центре внимания учёных оказалась хромосомная нестабильность — одно из наиболее распространённых явлений при многих видах рака. В норме каждая клетка содержит строго определённое количество хромосом. Однако при опухолевом процессе этот баланс часто нарушается. Клетки получают лишние хромосомы или теряют часть генетического материала. Такое состояние называется анеуплоидией.
На протяжении многих лет считалось, что основная опасность хромосомной нестабильности заключается в ускорении эволюции опухоли. Изменённые клетки быстрее накапливают мутации, приобретают преимущества для выживания и становятся более агрессивными. Однако новое исследование показало, что роль анеуплоидии значительно шире.
Учёные обнаружили, что клетки с неправильным набором хромосом часто переходят в состояние клеточного старения. Несмотря на название, такие клетки не погибают. Они прекращают деление, но продолжают активно существовать и выделять большое количество биологически активных веществ, влияющих на окружающие ткани.
В нормальных условиях клеточное старение выполняет защитную функцию. Оно помогает организму остановить размножение повреждённых клеток и способствует восстановлению тканей после травм. Однако если стареющие клетки долго сохраняются в организме, они начинают создавать хроническое воспаление и могут способствовать развитию различных заболеваний.
Для изучения этого процесса исследователи использовали плодовую мушку Drosophila melanogaster — одну из самых известных моделей в современной биологии. Несмотря на различия между человеком и дрозофилой, многие фундаментальные механизмы функционирования клеток остаются одинаковыми. Благодаря этому учёные смогли проследить, как клетки с хромосомной нестабильностью взаимодействуют с окружающими тканями в живом организме.
Выяснилось, что стареющие опухолевые клетки выделяют целый комплекс сигнальных молекул, которые изменяют поведение соседних здоровых клеток. Одни вещества замедляют их деление и обновление, другие запускают процессы программируемой гибели. В результате здоровая ткань постепенно ослабевает, а опухоль получает дополнительные возможности для расширения.
Среди обнаруженных молекул особый интерес вызвали белки, аналоги которых присутствуют и у человека. Некоторые из них связаны с регуляцией роста тканей, другие участвуют в воспалительных реакциях и иммунном ответе. Это позволяет предположить, что аналогичные механизмы могут действовать и при различных видах онкологических заболеваний у людей.
По мнению исследователей, уничтожение здоровых клеток может приносить опухоли сразу несколько преимуществ. Во-первых, освобождается физическое пространство для дальнейшего роста. Во-вторых, погибающие клетки высвобождают питательные вещества, аминокислоты и другие соединения, которые могут использоваться опухолью в качестве дополнительного источника энергии. В-третьих, нарушается нормальная структура тканей, что облегчает распространение злокачественного процесса.
Полученные данные особенно важны для понимания механизмов развития гормонозависимых опухолей, включая рак матки. Известно, что многие опухоли женской репродуктивной системы характеризуются выраженной хромосомной нестабильностью и активным взаимодействием с окружающими тканями. Кроме того, некоторые молекулярные механизмы, связанные с хроническим воспалением и клеточным старением, изучаются также при эндометриозе — заболевании, которое сопровождается патологическим разрастанием ткани эндометрия за пределами полости матки.
Специалисты отмечают, что борьба с опухолью будущего может быть направлена не только на уничтожение самих раковых клеток, но и на блокирование их влияния на окружающую среду. Если удастся остановить сигналы, которые заставляют здоровые клетки прекращать деление или погибать, это может существенно замедлить прогрессирование заболевания.
Следующим этапом работы станет изучение отдельных групп анеуплоидных клеток на уровне каждой клетки в отдельности. Современные методы секвенирования позволят определить, какие конкретно хромосомные нарушения приводят к наиболее агрессивному поведению опухолей и каким образом формируются различные сценарии развития рака.
Новое исследование подчёркивает, что опухоль представляет собой не просто скопление мутировавших клеток, а сложную биологическую систему, способную активно перестраивать окружающие ткани под собственные потребности. Понимание этих процессов открывает новые возможности для разработки более эффективных методов профилактики и лечения онкологических заболеваний, включая рак матки и другие виды злокачественных опухолей.