В исследовании, опубликованном 7 января 2020 года в Cell, принцесса Маргарет, ученый, доктор. Кэтрин О’Брайен и ее команда обнаружили, что, когда они находятся под угрозой, все раковые клетки – а не только их часть – имеют способность переходить в это защитное состояние, когда клетки «отдыхают» до тех пор, пока угроза или химиотерапия не будет устранена.
Это первое исследование, которое выявило, что раковые клетки захватывают эволюционно законсервированную программу, чтобы выжить при химиотерапии. Кроме того, исследователи показывают, что новые терапевтические стратегии, нацеленные на специфическое воздействие на раковые клетки в этом медленно делящемся состоянии, могут предотвратить повторный рост рака.
«Опухоль действует как целый организм, способный перейти в состояние медленного деления, сохраняя энергию, чтобы помочь ему выжить», – говорит доктор. О’Брайен, который также является доцентом отделения хирургии Университета Торонто.
"Есть примеры, когда животные переходят в обратимое и медленно делящееся состояние, чтобы противостоять суровым условиям окружающей среды.
"Похоже, что раковые клетки искусно использовали это состояние для своего выживания."
Доктор. Аарон Шиммер, директор исследовательского института и старший научный сотрудник онкологического центра принцессы Маргарет, отмечает, что это исследование показывает, что раковые клетки впадают в спячку, как «медведи зимой»."
Он добавляет: «Мы никогда не знали, что раковые клетки похожи на спящих медведей.
В этом исследовании также рассказывается, как нацелить этих спящих медведей, чтобы они не впадали в спячку и не просыпались, чтобы вернуться позже, неожиданно.
"Я думаю, что это окажется важной причиной лекарственной устойчивости и объяснит то, чего мы не понимали ранее."
Используя клетки рака прямой кишки человека, исследователи лечили их химиотерапией в чашке Петри в лаборатории.
Это вызвало состояние медленного деления всех раковых клеток, в котором они перестали расти, требуя небольшого количества пищи для выживания. Пока химиотерапия оставалась в чашке, раковые клетки оставались в этом состоянии.
Чтобы войти в это низкоэнергетическое состояние, раковые клетки использовали программу выживания эмбрионов, используемую более чем 100 видами млекопитающих, чтобы сохранить свои эмбрионы в безопасности внутри своего тела во время экстремальных условий окружающей среды, таких как высокие или низкие температуры. или недостаток еды.
В этом состоянии происходит минимальное деление клеток, значительно снижается метаболизм, а развитие эмбриона приостанавливается.
Когда окружающая среда улучшается, эмбрион может продолжать нормальное развитие без каких-либо неблагоприятных последствий для беременности.
Доктор. О’Брайен, хирург, специализирующийся на раке желудочно-кишечного тракта, объясняет, что раковые клетки, подвергшиеся атаке суровой химиотерапевтической среды, могут принять стратегию выживания эмбрионов.
«Раковые клетки способны перехватить эту эволюционно сохраненную стратегию выживания, даже если она кажется утерянной для людей», – говорит она, добавляя, что все раковые клетки скоординированно входят в это состояние, чтобы выжить.
Вспоминая разговор трехлетней давности о клеточных механизмах, управляющих этой стратегией выживания у эмбрионов мыши, доктор. У О’Брайена было "Ага!" в поле зрения.
"Что-то щелкнуло для меня, когда я услышала этот разговор", – сказала она. "Могут ли раковые клетки использовать этот механизм выживания, чтобы выжить после химиотерапии??"
Итак, доктор. О’Брайен связался с Toronto Mt.
Исследователь Синайской больницы д-р. Рамальо-Сантос, который выступил с оригинальной речью у принцессы Маргарет.
Она сравнила профиль экспрессии генов раковых клеток в индуцированном химиотерапией состоянии с медленным делением с приостановленными мышиными эмбрионами в Dr.
Лаборатория Рамальо-Сантоса и обнаружила, что они поразительно похожи друг на друга.
Подобно эмбрионам, раковые клетки в медленно делящемся состоянии требуют активации клеточного процесса, называемого аутофагией, что означает «самопожирание».«Это процесс, в котором клетка« пожирает »или разрушает свои собственные белки или другие клеточные компоненты, чтобы выжить в отсутствие других питательных веществ.
Доктор. О’Брайен протестировал небольшую молекулу, которая подавляет аутофагию, и обнаружил, что раковые клетки не выживают.
Химиотерапия убила раковые клетки без этого защитного механизма.
«Это дает нам уникальную терапевтическую возможность», – говорит д-р. О’Брайен. "Нам необходимо воздействовать на раковые клетки, пока они находятся в этом медленно меняющемся уязвимом состоянии, прежде чем они приобретут генетические мутации, которые вызывают устойчивость к лекарствам.
"Это новый взгляд на устойчивость к химиотерапии и способы ее преодоления."
Доктор. Рамальо-Сантос, который также является профессором кафедры молекулярной генетики Университета Торонто, является соавтором этой статьи.
Это исследование было поддержано фондами Канадских институтов медицинских исследований и Исследовательского института Терри Фокса.