Исследователи из Медицинской школы Университета Тулейна обнаружили, что если клетки животных приобретают дополнительный набор хромосом, состояние, известное как полиплоидия, они активируют сигнальный путь стресса, который заставляет их становиться более мобильными и способными поглощать соседние клетки с нормальным количеством хромосом. Исследование, опубликованное журнале JCB, может предоставить новые способы воздействия на полиплоидные раковые клетки, которые, как считается, способствуют агрессивности опухоли и устойчивости к терапии.
Клетки животных обычно диплоидны: они содержат два набора хромосом, один из которых наследуется от матери, а другой — от отца. Однако иногда клетки приобретают дополнительные наборы хромосом и становиться полиплоидными. Например, они могут продублировать свои хромосомы, готовясь к делению, но не поделиться. Дополнительные хромосомы могут повышать жизнеспособность клеток, позволяя им противостоять стрессу и увеличивать размер тканей. Это может быть нормальной и даже необходимой частью процесса развития: например, многие клетки печени имеют 4 и более наборов хромосом. Однако в опухоли полиплоидные раковые клетки могут способствовать ее росту, выживанию раковых клеток и устойчивости к терапии.
В новом исследовании профессор Ву-Минь Дэн и его коллеги из Медицинской школы Тулейнского университета изучили, как полиплоидия влияет на поведение клеток, которые обычно остаются диплоидными. Исследователи вызвали образование полиплоидных клеток у плодовых мушек и обнаружили, что клетки стали более динамичными и подвижными, они мигрировали по тканям, а не оставались на месте. Полиплоидные клетки также приобрели способность поглощать соседние диплоидные клетки, особенно если те были нездоровыми и умирали. В опухолях такое поведение может способствовать распространению раковых клеток на окружающие ткани и органы, а также обеспечивать выживание самых сильных и агрессивных раковых клеток за счет более слабых.
Из-за дополнительных хромосом полиплоидные клетки вырабатывают больше белков. Это приводит к перегрузке части клеточных механизмов, отвечающих за выработку белка, и, как следствие, к образованию молекул-оксидантов, которые активируют клеточный стрессовый путь с участием фермента JNK. Обработка мух антиоксидантами или ингибирование пути JNK снижали способность полиплоидных клеток мигрировать через ткани.
Чтобы выяснить, происходит ли то же самое при раке у человека, Дэн и его коллеги вызвали полиплоидию в клетках рака легких. Полиплоидные раковые клетки стали более подвижными, но повышенная подвижность блокировалась антиоксидантами или ингибиторами JNK.
«Наши результаты имеют важное значение для биологии рака, поскольку полиплоидные клетки часто преобладают в агрессивных, устойчивых к терапии опухолях, — говорит Дэн. — Повышенная концентрация активных форм кислорода и активация JNK могут быть причиной высокой подвижности полиплоидных раковых клеток. Таким образом, воздействие на стрессовые сигнальные пути в полиплоидных клетках может стать новой терапевтической стратегией для ограничения инвазии опухоли».
