Раковые клетки впадают в спячку, чтобы выжить в суровых условиях, созданных химиотерапией

Используя древний эволюционный механизм выживания, раковые клетки попадают в вялую, медленно делящееся состояние, чтобы выжить в суровых условиях, созданных химиотерапией или другими целевыми агентами.

В исследовании, опубликованном 7 января, 2020 в Клетка, Принцесса Маргарет Ученый доктор Кэтрин О'Брайен и команда обнаружили, что, когда они находятся под угрозой, все раковые клетки - а не только их часть - имеют способность переходить в это защитное состояние, где клетки «упираются» до угрозы, или химиотерапия, удален.

Это первое исследование, в котором установлено, что раковые клетки захватывают эволюционно законсервированную программу, чтобы выжить при химиотерапии. Более того, исследователи показывают, что новые терапевтические стратегии, нацеленные на специфическое воздействие на раковые клетки в этом медленно делящемся состоянии, могут предотвратить повторный рост рака.

<цитата>

Опухоль действует как целый организм, в состоянии перейти в медленно делящееся состояние, сохранение энергии, чтобы помочь ему выжить. Есть примеры, когда животные переходят в обратимое состояние с медленным делением, чтобы противостоять суровым условиям окружающей среды. Похоже, что раковые клетки искусно использовали это состояние для своего выживания ».

Доктор Кэтрин О'Брайен, Доцент, Отделение хирургии, Университет Торонто

Д-р Аарон Шиммер, Директор научно-исследовательского института и старший научный сотрудник онкологического центра принцессы Маргарет, отмечает, что это исследование показывает, что раковые клетки впадают в спячку, вроде «медведи зимой».

Он добавляет:«На самом деле мы никогда не знали, что раковые клетки похожи на спящих медведей. В этом исследовании также рассказывается, как нацелить этих спящих медведей, чтобы они не впадали в спячку и не просыпались, чтобы вернуться позже». неожиданно.

"Я думаю, что это станет важной причиной лекарственной устойчивости, и объяснит то, чего мы раньше не понимали ».

Используя клетки колоректального рака человека, исследователи лечили их химиотерапией в чашке Петри в лаборатории.

Это вызвало состояние медленного деления всех раковых клеток, в котором они перестали расти, требуя небольшого количества пищи, чтобы выжить. Пока химиотерапия оставалась в блюде, раковые клетки остались в этом состоянии.

Чтобы войти в это низкоэнергетическое состояние, раковые клетки адаптировали программу выживания эмбрионов, используемую более чем 100 видами млекопитающих, чтобы сохранить свои эмбрионы в безопасности внутри своего тела во время экстремальных условий окружающей среды, например, высокие или низкие температуры или недостаток пищи.

В этом состоянии минимальное деление клеток, сильно сниженный метаболизм, и развитие эмбриона приостанавливается. Когда окружающая среда улучшается, эмбрион способен продолжать нормальное развитие, без неблагоприятного воздействия на беременность.

Доктор О'Брайен, кто хирург, специализирующийся на раке желудочно-кишечного тракта, объясняет, что раковые клетки, подвергшиеся атаке суровой химиотерапевтической среды, могут принять стратегию выживания эмбрионов.

"Раковые клетки способны перехватить эту эволюционно сохраненную стратегию выживания, даже если он кажется потерянным для людей, " она говорит, добавив, что все раковые клетки скоординированно входят в это состояние, чтобы выжить.

Вспоминая разговор трехлетней давности о клеточных механизмах, управляющих этой стратегией выживания у эмбрионов мыши, Доктор О'Брайен сказал «Ага!» в поле зрения.

"Что-то щелкнуло для меня, когда я услышал этот разговор, "Она сказала." Могут ли раковые клетки захватить этот механизм выживания, чтобы выжить при химиотерапии? "

Итак, доктор О'Брайен связался с исследователем больницы Торонто на горе Синай доктором Рамальо-Сантосом, который выступал с оригинальной речью у принцессы Маргарет.

Она сравнила профиль экспрессии генов раковых клеток при химиотерапии, состояние медленного деления приостановленных эмбрионов мыши в лаборатории доктора Рамальо-Сантоса, и обнаружил, что они поразительно похожи.

Подобно эмбрионам, раковые клетки в медленно делящемся состоянии требуют активации клеточного процесса, называемого аутофагией, что означает «самопожирание». Это процесс, при котором клетка «пожирает» или разрушает свои собственные белки или другие клеточные компоненты, чтобы выжить в отсутствие других питательных веществ.

Доктор О'Брайен протестировал небольшую молекулу, подавляющую аутофагию, и обнаружил, что раковые клетки не выжили. Химиотерапия убила раковые клетки без этого защитного механизма.

"Это дает нам уникальную терапевтическую возможность, - говорит доктор О'Брайен. - Нам нужно воздействовать на раковые клетки, пока они находятся в этом медленном цикле, уязвимое состояние, прежде чем они приобретут генетические мутации, которые вызывают устойчивость к лекарствам.

«Это новый способ думать о резистентности к химиотерапии и способах ее преодоления».

• Микробиомы кишечника и полости рта предсказывают тяжесть COVID-19
• RedHill Biopharma:RHB-204 получил разрешение FDA Fast Track для лечения болезни NTM