Ученые из России выяснили, как заставить раковые клетки умирать при делении

Биологи из МГУ и их шведские коллеги выяснили, что раковые клетки можно заставить самоуничтожаться при делении, если ввести в них вещества, связанные с так называемой «митотической катастрофой». Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

«Если на нормальную клетку подействовать небольшими дозами радиации, она может превратиться в клетку в состоянии митотической катастрофы. Клетка может увеличить свой объем, а затем начать делиться. И, соответственно, это приводит к развитию опухолей», — рассказывает Борис Животовский, профессор биологического факультета МГУ, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Значительная часть раковых опухолей возникает из-за поломки в гене p53. Он отвечает за синтез белка, который следит за целостностью генетической информации, а при серьезных повреждениях ДНК включает механизм самоуничтожения — апоптоз. Поэтому культуры клеток с поврежденным геном p53 крайне сложно уничтожить — в их геноме просто нет программы самоуничтожения.

Существуют и другие механизмы самоуничтожения клеток — например, энтоз и «митотическая катастрофа». Под этим словосочетанием биологи понимают сложный процесс, который приводит к резкому увеличению размеров клетки, появлению в ней лишних ядер и гибели в тот момент, когда она начинает делиться и при этом имеет серьезные повреждения в ДНК.

Ученые считают митотическую катастрофу одним из защитных механизмов организма, который убивает клетки до того, как они превращаются в раковые новообразования и становятся угрозой для жизни.

Животовский и его коллеги решили выяснить, какую роль играют в этом процессе митохондрии — своеобразные «энергостанции» клетки. Они не только вырабатывают молекулы «энерговалюты» АТФ, но и участвуют в запуске апоптоза. Это натолкнуло биологов на идею, что митохондрии могут быть задействованы и в митотической катастрофе.

Для проверки этой идеи ученые вырастили культуру раковых клеток прямой кишки и попытались вызвать митотическую катастрофу при помощи двух противораковых лекарств — антибиотика доксирубицина, который продуцируют микробы-стрептомицеты, и алкалоида колцемида, получаемого из цветов-осенников. Оба препарата нарушают работу двух ключевых этапов цикла деления клетки.

Как показали опыты, комбинация этих веществ заставляет примерно 80% раковых клеток самоуничтожиться во время деления. Это позволило биологам детально изучить, какую роль в этом процессе играют митохондрии и какие изменения в работе клеток запускают его.

Во-первых, ученые обнаружили, что наступление митотической катастрофы не приводит к смерти клетки само по себе — она самоничтожается, потому что в ней активируются цепочки генов, связанные с двумя другими типами клеточной смерти — апоптозом и аутофагией.

Во-вторых, оказалось, что для запуска митотической катастрофы необходимо лишь прекратить доступ кислорода к митохондриям и заставить их выделять два «белка смерти» — Mcl-1 и Bcl-xL. Сейчас Животовский и его команда проверяют несколько соединений, способных вызывать подобную реакцию в раковых клетках и не затрагивать их здоровых соседей.

Если эти эксперименты закончатся удачно, то ученые ожидают, что им удастся создать новый класс противораковых препаратов с куда более щадящим эффектом, чем радиация или химиотерапия.