Биологи из МГУ "увидели", как химиотерапия убивает раковые клетки

Молекулярные биологи из МГУ изучили то, как цисплатин, популярный противораковый препарат, убивает опухолевые клетки, научившись быстро извлекать их ядра в момент их "самоуничтожения". Их выводы были представлены в журнале Scientific Reports.

"Это открытие расширяет горизонты знаний о действии химиотерапевтических препаратов на опухолевые клетки и позволяет увеличить эффективность существующего противоопухолевого лечения. Более того, обнаруженный механизм подчеркивает важность "аккуратного" распада ядра в условиях апоптоза, чтобы "вредное" содержимое ядра не попало в окружающие ткани", — рассказывает Борис Животовский из МГУ имени Ломоносова.

Химиотерапия, при помощи которой врачи уничтожают раковые опухоли, работает двумя путями – повреждая ДНК раковых клеток, заставляя их самоуничтожаться, или же препятствуя их росту и делению. Работу препаратов и того, и другого типа сегодня активно изучают биологи во всех странах мира.

К примеру, ученые пока не до конца понимают, как цисплатин, одно из самых эффективных средств для борьбы с карциномами, раком эпителиальных тканей, заставляет их "взбунтовавшиеся" клетки уничтожать самих себя.

Этот препарат, представляющий собой соединение платины, хлора и аммиака, присоединяется к нитям ДНК внутри раковых клеток и разрушает их отдельные "буквы"-нуклеотиды. Эти повреждения заставляют их самоуничтожаться во время очередного раунда деления, однако как именно запускается процесс их гибели, никто не знал.

Животовский и его команда смогли решить эту проблему, разработав уникальную методику, позволяющую очень быстро и аккуратно извлечь ядро из гибнущей клетки, и изучить его содержимое. Ядро, как отмечают ученые, играет центральную роль в запуске апоптоза, программируемой гибели клеток.

Порождаемые им сигналы и изменения в работе клетки заставляют так называемые каспазы, своеобразные "белки смерти", проникнуть из цитоплазмы внутрь ядра и начать разрушать его белковые "стенки" и прочее содержимое. Российских биологов интересовало то, что заставляет эти молекулы проникнуть в "запретную зону" и какие функции исполняет каждая из каспаз.

Для этого ученые вырастили культуру раковых клеток яичника, обработали их цисплатином и извлекли из них ядра на разных стадиях развития апоптоза, используя своеобразное "мыло" — вещество NP-40. Оно сегодня активно применяется при создании моющих средств и для обработки сырья в бумажной промышленности.

После этого биологи "подсветили" каспазы, присоединив к ним светящиеся белковые молекулы, и изучили то, когда, как и почему они проникали внутрь ядра. Эти наблюдения показали, что в ядро одновременно проникает не один или два типа этих пептидов, как считали многие ученые раньше, а сразу четыре вида их молекул.

Что интересно, все эти вещества проникают в ядро разными путями – "отключение" каспазы-3, главного "белка-палача" клетки, не привело к исчезновению остальных трех каспаз при обработке раковых клеток цисплатином, хотя и остановило процесс апоптоза. Что делают остальные три типа каспаз, Животовскому и его коллегам еще предстоит выяснить.

Зачем клетке нужны сразу четыре "белка-киллера", ученые пока не знают, но они предполагают, что подобная "массированная атака" помогает гибнущей клетке аккуратно уничтожить свою ДНК и предотвратить развитие воспалений, а также защищает соседей от проникновения ее обломков внутрь их цитоплазмы и ядра.

Источник