Новый путь борьбы со старением и раком?
Давно известно, что рак является заболеванием, ассоциированным со старением, однако молекулярная взаимосвязь между этими двумя феноменами до сих пор оставалась загадкой. В своей последней работе исследователи Центра изучения рака при университете Томаса Джефферсона, работающие под руководством профессора Майкла Лизанти (Michael P. Lisanti), продемонстрировали, что физиологическое старение (утрата стареющими клетами способности к делению) и аутофагия (самоуничтожение клеток посредством переваривания собственных структур) окружающих опухоль фибробластов по сути являются двумя сторонами одной и той же медали и выступают в качестве источника «пищи», обеспечивающей рост и метастазирование злокачественных опухолей.
Ранее авторы установили, что злокачественные опухоли индуцируют аутофагию окружающих здоровых клеток как реакцию на окислительный стресс. Гибнущие в результате этого клетки служат источником пищи для растущей опухоли.
В последней работе они показали, что клетки опухолевого окружения, вступающие в фазу физиологического старения, демонстрируют многие характеристики аутофагических клеток. Другими словами, они также служат пищей для опухолей. Таким образом, получается, что процесс старения практически «кормит» опухоль.
Так как физиологическое старение клеток считается отражением биологического старения организма, полученные данные могут послужить объяснением того, что вероятность развития рака стремительно возрастает в преклонном возрасте.
Для проверки выявленной взаимосвязи ученые разработали генетически отслеживаемую модельную систему для непосредственного изучения роли аутофагии в росте опухолей и метастазировании. Вначале они взяли человеческие фибробласты, иммортализованные путем активизации фермента теломеразы, и встроили в их ДНК гены белков, участвующих в процессе аутофагии. После этого они подтвердили, что получившиеся клетки демонстрируют признаки митофагии («пожирания» собственных митохондрий) и сдвиг в сторону аэробного гликолиза, сопровождающийся повышением синтеза молочной кислоты и кетонов. Все эти признаки соответствуют поведению окружающих опухоль фибробластов. В экспериментах на животных они продемонстрировали, что при совместном введении с человеческими клетками рака молочной железы получившиеся аутофагичные фибробласты увеличивают активность метастазирования более чем в 10 раз.
На основании полученных данных исследователи предположили, что скорость метастазирования во многом определяется не самими раковыми клетками, а окружающими их стареющими фибробластами. Эта гипотеза полностью меняет понимание рака как заболевания. Она подвергает сомнению устоявшееся представление, согласно которому рак является автономным генетическим заболеванием клеток. Судя по всему, рак является истинной болезнью старения, которое обеспечивает опухоль питательными веществами, необходимыми для роста и метастазирования.
Исходя из новых данных, для прекращения роста и метастазирования опухоли необходимо лишить ее питания, предоставляемого гибнущими стареющими клетками. Это можно сделать путем подавление механизмов аутофагии и физиологического старения клеток микроокружения опухоли.
Однако специалисты надеются, что уничтожение и предотвращение формирования опухолей и других возрастных болезней будет лишь побочным эффектом действия препаратов, в основу разработки которых лягут полученные данные. Основным результатом их применения будет замедление процесса старения.
Статьи CTGF drives autophagy, glycolysis, and senescence in cancer associated fibroblasts via HIF1 activation, metabolically promoting tumor growth, Autophagy and senescence in cancer-associated fibroblasts metabolically supports tumor growth and metastasis, via glycolysis and ketone production, Two-compartment tumor metabolism: Autophagy in the tumor microenvironment, and oxidative mitochondrial metabolism (OXPHOS) in cancer cells и Cancers co-opt cohabitants’ catabolism: Autophagy and senescence in the tumor stroma. опубликованы в журнале Cell Cycle (Volume 11, Issue 12).
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily:
How Aging Normal Cells Fuel Tumor Growth and Metastasis
19.06.2012