Протеини инхибитори на апоптозата позволяват на раковите клетки да оцелеят

Екип от Тринити Колидж в Дъблин установява, че има ракови клетки, които успяват да се спасят след химиотерапия като преминават в състояние на стареене или както учените го наричат „състояние, подобно на зомби клетки“.

В това състояние те отделят сигнални молекули, които привличат имунните клетки и задействат процесите по възстановяване на тъканите. Това от своя страна прави възможно раковите клетки да се възстановят и развиват. Значимото при проучването е, че учените откриват съединенията, които могат избирателно да унищожават подобни клетки.

Зомби клетките, които се спасяват от химиотерапевтичните средства

Механизмът, който учените от Института по генетика в Тринити Колидж в Дъблин установяват, е важен пробив. На първо място защото раковите заболявания използват способността на имунната система да възстановява и замества увредената тъкан. Раковите клетки използват тези способности за заздравяване на рани за собствените си цели. Маскират се като увредена тъкан и по този начин заблуждават имунната система, която вместо да убива злокачествените клетки, започва да им помага да се делят, но и да получават допълнително кислород и хранителни вещества.

Изследователите поясняват, че това е причината, раковите заболявания да бъдат описвани като „рани, които не зарастват“ и признават, че все още се знае малко затова как успяват да активират способността на имунната система за заздравяване на рани.

Сега екипът, който ръководи проф. Сиймъс Мартин, установява, че молекули, наречени протеини-инхибитори на апоптозата (IAPs) действат в тази среда и неутрализират ефектите на убиване на клетки от молекули, наречени „рецептори на смъртта“, които се активират в отговор на увреждане на ДНК, предизвикано от химиотерапията.

Те не само позволяват на туморите да избегнат ефектите на различните химиотерапевтични лекарства, които унищожават клетките, но всъщност IAP позволяват на оцелелите туморни клетки да влязат в състояние на преждевременно стареене, което ги превръща в координатори на заздравяването на рани. По този начин организират имунен отговор и помагат на туморите да се възстановят от химиотерапията.

„Излагането на клетките на условия, при които провокират клетъчен стрес или увреждане, обикновено води до иницииране на програмирана клетъчна смърт чрез апоптоза. Въпреки това при прагови нива на увреждане, особено на ДНК, множество трансформирани и нетрансформирани клетъчни типове могат да влязат в неделящо се състояние, наречено преждевременно репликативно стареене“, пишат авторите в статията, в която представят резултатите от проучването си, публикувана във водещото международно списание Science Advances.

Стареещите клетки не се делят подобно на зомби клетките. Претърпяват драматични промени в рамките на няколко дни след като бъдат изложени на химиотерапия. Всъщност те стават почти десет пъти по-големи от нормалната клетка. Увеличават активността на гените, свързани със заздравяването на рани. Точно тези промени повишават значително способността им да създадат и отделят възпалителни медиатори.

Учените отбелязват още и това, че за възпалителните процеси и за намаляването на нормалната функция на много тъкани допринасят и клетките, които остаряват с напредването на възрастта.

Екипът установява, че за да оцелеят стареещите клетки, образувани в отговор на химиотерапия, са силно зависими от IAP.

А съединенията, които неутрализират IAP (така наречените IAP антагонисти), селективно унищожават стареещите клетки. Правят го като реактивират програмата за самоунищожение на Death Receptor в тези клетки.

Изследването и неговата роля

Туморите, които успяват да избягат от химиотерапията, продължават да бъдат основното предизвикателство за лекарите, които лекуват пациенти с рак. Възможността повече от тези тумори да бъдат неутрализирани, е начин да се подобри качеството на живот и да се увеличи преживяемостта на тези хора. За да постигнат това обаче, учените трябва да разберат как функционират туморите и къде точно се крият слабостите им.

Изследването на екипа от Тринити Колидж показва нов механизъм, който обяснява как някои тумори избягват смъртта и използват имунната система на организма, за да подпомогнат възстановяването си. И не само това, но и определя обещаващи нови лечения, които ще убият туморите.

„Откриването на това как туморите могат да избегнат ефектите от химиотерапията, които унищожават клетките, но и как могат да навлязат в режим на стареене, е важно и предизвикателно. А новите ни открития предлагат начини, по които бихме могли да намалим защитните сили на туморите като неутрализираме IAP след прилагането на химиотераптевтични лекарства. Това би трябвало да блокира навлизането на клетките в процеса на стареене и да убие повечето ракови клетки“, коментира работата на екипа проф. Сиймъс Мартин.

Основният извод от проучването е, че инхибиторите на IAP ще могат да се прилагат след химиотерапия, за да се лишат туморните клетки от защитата им и да се повиши ефективността на лечението.

Учените продължават изследвания си, които сега са насочени към оценка както на потенциала, така и на безопасността на подхода им за човешкия организъм.