Раковые реснички
Реснички (цилии) – это микротрубочки, которые выстилают поверхность некоторых клеток или тканей. Их можно обнаружить на слизистой оболочке носа, дыхательных путей и легких, а также на фаллопиевых трубах и семявыносящих протоках в женских и мужских половых путях. Они способны перемещаются из стороны в сторону, чтобы вывести микроорганизмы, различные жидкости или мертвые клетки из органов дыхательной системы и помочь транспортировать сперму и яйцеклетку по органам репродуктивной системы.
Однако есть другие, похожие на подвижные реснички – первичные реснички. Они находятся на поверхности практически всех клеток организма и долгое время считались рудиментарной частью клетки. Они не присутствуют постоянно, а время от времени выступают из центросомы – той части клетки, которая разделяет ее во время деления, появляясь только на определенных этапах клеточного цикла.
Первые данные о важности первичных ресничек привели к открытию целой группы заболеваний, основанных на нарушении их формирования или функции – цилиопатий. Существует около 20 различных цилиопатий, распространенность которых составляет примерно 1 на 1000 человек. Это серьезные и часто инвалидизирующие состояния, затрагивающие системы многих органов. Они могут вызывать слепоту, глухоту, хронические респираторные инфекции, заболевания почек, болезни сердца, бесплодие, ожирение, диабет и многое другое. Симптомы и степень тяжести цилиопатий варьируют в широких пределах, это затрудняет их классификацию и диагностику.
Как же может неисправность маленькой органеллы, которая изначально считалась бесполезной, привести к такому разнообразию серьезных и даже порой смертельных симптомов? Оказалось, что реснички не только похожи на маленькие антенны, но и действуют так же. Они содержат белки, которые «ловят» сигналы других клеток или из окружающей среды. Эти сигналы затем передаются в ядро клетки, чтобы активировать ответ.
Затем начались многочисленные исследования структуры и функций ресничек, связанных с ними белков и перемещения этих белков в другие части клетки, а также факторов, прямо или опосредованно влияющих на этот процесс. Стало известно, что многие из сигнальных путей, регулируемых ресничками, могут стимулировать прогрессирование рака, и ученые начали искать закономерности взаимосвязи между ресничками и раком.
Реснички, сигналы и рак
Исследователи обнаружили, что при многих онкологических заболеваниях, включая рак почек, яичников, простаты, молочной железы и поджелудочной железы, в злокачественных клетках отмечается характерное отсутствие первичных ресничек в отличие от здоровых окружающих клеток. Возможно, потеря ресничек – это просто реакция на нарушение нормальной клеточной регуляции в раковых клетках. Но что если потеря ресничек первична и именно она привела к раку?
Меланома является одной из самых агрессивных видов опухолей у людей. Некоторые клетки меланомы экспрессируют довольно высокий уровень белка EZH2, который подавляет гены ресничек, поэтому злокачественные клетки имеют меньше ресничек. Потеря «антенн» активирует некоторые канцерогенные сигнальные пути, приводящие к развитию агрессивной метастатической меланомы.
Однако потеря ресничек не всегда приводит к прогрессированию рака. Так, при одном типе рака поджелудочной железы наличие, а не отсутствие ресничек коррелирует с увеличением метастазирования и снижением выживаемости пациентов.
Даже при одном и том же раке картина неодинакова. Медуллобластома – самая распространенная опухоль головного мозга у детей, рост которой обусловлен регулируемым ресничками сигнальным путем hedgehog. Этот путь активен во время развития эмбриона и бездействует после рождения. При многих раковых заболеваниях, включая медуллобластому, передача сигналов hedgehog реактивируется, и она может стимулировать рост рака. Но исследования эффектов ресничек при медуллобластоме показали, что реснички могут как приводить в действие, так и защищать от этой опухоли, в зависимости от способа, которым путь hedgehog первоначально нарушен.
Обнаружение таких прочных связей между ресничками и раком заинтересовали исследователей, они начали поиск лечения рака, нацеленного на эту структуру. Одной из проблем при лечении рака является формирование устойчивости к лекарственным препаратам. Многие из таких лекарств являются частью сигнальных путей, регулируемых ресничками, и ученые обнаружили, что блокирование роста ресничек в линиях раковых клеток, устойчивых к лекарственным средствам, может восстановить чувствительность к лечению.
Таким образом, реснички, когда-то считавшиеся бесполезной частью клетки, оставшейся в процессе эволюции, оказались неотъемлемой структурой для понимания механизмов развития и лечения рака. Есть надежда, что дальнейшие исследования ресничек помогут распутать сложный клубок отношений между ними и опухолями и предоставят как новое понимание факторов, вызывающих рак, так и новые цели для его лечения.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам The Conversation: Cilia: cell’s long-overlookedantenna that can drive cancer – or stop it in its tracks.