Раковите клетки хибернират, за да оцелеят по време на химиотерапия

Д-р Катрин О’Брайън от центъра за ракови заболявания „Princess Margaret“ открива древен, еволюционен механизъм за оцеляване, чрез който раковите клетки се предпазват по време на химиотерапия. Тогава те започват да се делят много по-бавно, което им помага да оцелеят в жестоката среда, създадена при подлагане на химиотерапия или друг вид интензивно лечение.

В своето изследване, публикувано на 07.01.2021 г. в списание „Cell“, експертът и нейните колеги наблюдават, че когато са поставени под заплаха, всички туморни клетки, а не само определени групи, преминават в състояние, което ги защитава. Те „си почиват“, докато заплахата, или химиотерапията, отмине.

Това е първото проучване, което открива, че ракови клетки се възползват от древна техника, за да преодолеят тежките последици от химиотерапията. Учените уточняват също, че именно поради тази причина най-новите терапевтични модели са насочени към туморните клетки, изпаднали в хибернация, за да не им позволят да започнат да се размножават отново.

„Туморът е като жив организъм, който забавя темповете си на развитие, за да пести енергия и да оцелее“

Д-р О’Брайън, която е и доцент в катедрата по хирургия на Университета на Торонто, Канада, описва тумора по следния начин: „Той е като жив организъм. Забавя темповете си на развитие, за да пести енергия и да оцелее в трудна ситуация. Има много примери за животни, които спират да се развиват в тежки условия. Изглежда, че и раковите клетки са избрали този способ, когато пациентът се подлага на химиотерапия.“

Д-р Аарън Шимър, директор на изследователския институт и учен от центъра за ракови заболявания „Princess Margaret“, оприличава процеса с хибернацията, характерна за мечките през зимата.

Той добавя: „Досега не сме предполагали, че туморните клетки са способни на хибернация. Настоящото изследване ни разкрива и начините, по които бихме могли да атакуваме, при това успешно, спящите клетки, за да не се събудят отново. Смятам, че хибернацията е възможно научно обяснение за резистентността към някои медикаменти.“

Eкипът подлага човешки ракови клетки от дебелото черво на химиотерапия и ги изследва в стъкло на Петри. Той наблюдава забавен процес на клетъчно делене, което стопира тяхното разрастване и съответно изисква по-малко хранителни вещества и енергия, за да оцелеят. Докато трае химиотерапията в самия лабораторен съд, клетките остават в хибернация.

Ембрионите на над 100 вида бозайници забавят развитието си в майчината утроба при сурови условия

Същият метод за оцеляване на ембрионално ниво е използван от над 100 вида бозайници, с цел да опазят живота на ембрионите в собствените им тела при сурови заобикалящи условия като например твърде ниски или високи температури или липса на храна.
В това състояние деленето и метаболизмът на клетките са много забавени, а развитието на ембриона е в застой. Когато настъпи подобрение в условията, той отново започва да се развива, без хибернацията да има негативни последици върху бременността.

Д-р О’Брайън специализира хирургия в гастроентерологично отделение и смята, че атакуваните ракови клетки могат да се променят по време на химиотерапия. Тя добавя: „Те сякаш са усвоили отдавна забравена от хората стратегия за оцеляване, тъй като всички едновременно и напълно координирано преминават в режим на сън.“

Три години по-рано тя слуша дискусия за клетъчните механизми на оцеляване при миши ембриони и си задава въпроса: „Възможно ли е дори туморните клетки да са овладели този способ, за да оцелеят след тежка химиотерапия?“

Експертът се свързва с учения от болница „Mt. Sinai“ в Торонто д-р Рамальо-Сантос, който повдига въпроса за оцеляването на мишите ембриони.

О’Брайън сравнява генната експресия на раковите клетки в състояние на хибернация по време на химиотерапия с тази на мишите ембриони в застой, изследвани в лабораторията на д-р Рамальо-Сантос. С изумление установява, че двете са много сходни.

Автофагия – метод за оцеляване на раковите клетки в сурови условия

Също както ембрионите, при туморните клетки трябва да се активира клетъчен процес, наречен автофагия, или „самоизяждане.“ Тогава клетката „изяжда“ или унищожава собствените си протеини или други клетъчни компоненти, за да оцелее при липса на каквито и да било нутриенти.

Д-р О’Брайън изследва малка молекула, която възпрепятства процеса на автофагия и открива, че така раковите клетки не оцеляват. Химиотерапията убива раковите клетки, без те да успеят да задвижат механизма си на оцеляване.

Според учения откритието е уникално по своя характер, защото показва, че туморните клетки са най-уязвими по време на хибернация, точно преди да настъпят генетични мутации, които да ги направят резистентни на медикаментозно лечение.

„Проучването ни дава нов поглед върху резистентността към химиотерапията и как можем да се справим с нея.“