Митохондрии в раковых клетках
Ученым давно известно, что митохондрии, «электростанции» клеток, играют решающую роль в метаболизме и производстве энергии раковыми клетками. Однако до сих пор мало было известно о взаимосвязи между структурной организацией митохондриальных сетей и их функциональной биоэнергетической активностью на уровне целых опухолей.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, исследователи из Комплексного онкологического центра Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе использовали позитронно-эмиссионную томографию в сочетании с электронной микроскопией для создания трехмерных карт митохондриальных сетей сверхвысокого разрешения в опухолях легких генетически модифицированных мышей. Они классифицировали опухоли на основе митохондриальной активности и других факторов, используя метод искусственного интеллекта, называемый глубоким обучением, количественно оценивая митохондриальную архитектуру в сотнях клеток и тысячах митохондрий по всей опухоли.
Авторы исследовали два основных подтипа немелкоклеточного рака легкого – аденокарциному и плоскоклеточную карциному – и обнаружили в этих опухолях различные субпопуляции митохондриальных сетей. Важно отметить, что митохондрии часто объединяются с другими органеллами, такими как липидные капли, для создания уникальных субклеточных структур, которые поддерживают метаболизм опухолевых клеток и митохондриальную активность.
Исследователи говорят, что эти результаты дают ключевую информацию о функции митохондрий в раковых клетках и могут привести к новым подходам к лечению рака.
«Наше исследование представляет собой первый шаг к созданию очень подробных трехмерных карт опухолей легких с использованием генетически модифицированных мышей, – сказал руководитель исследования Дэвид Шакелфорд (David B. Shackelford). – Используя эти карты, мы начали создавать структурный и функциональный атлас опухолей легких, который дал нам ценную информацию о структурных изменениях в злокачественных клетках в ответ на высокие метаболические потребности опухоли. Наши результаты обещают информировать и улучшать текущие стратегии лечения, одновременно освещая новые направления борьбы с раком легких».
«Наше исследование обнаружило новое открытие в метаболическом потоке опухолей легких, показав, что их предпочтения в отношении питательных веществ могут определяться компартментализацией их митохондрий с другими органеллами, зависящими либо от глюкозы («сахар»), либо от свободных жирных кислот («жир») – сказал первый автор статьи Минци Хань (Mingqi Han) – Это открытие имеет важные последствия для разработки эффективных методов лечения, нацеленных на предпочтительные для конкретной опухоли питательные вещества. Наш мультимодальный подход к визуализации позволил нам раскрыть этот ранее неизвестный аспект метаболизма рака легких, и мы считаем, что его можно применить к другим опухолям, что открывает путь для дальнейших исследований в этой области».
Портал «Вeчнaя мoлoдoсть» http://vechnayamolodost.ru