Ученые, возможно, решили загадку рака

Ученые из Университета здоровья Коннектикута, Йельского университета и Университета Джона Хопкинса обнаружили, что некоторые раковые клетки обладают способностью обходить ограничения, вызванные кислородным голоданием, позволяя раковым клеткам продолжать расти.

Результаты были опубликованы в журнале Cell Systems. Исследованием руководил Кшитиз, доцент кафедры биомедицинской инженерии, в сотрудничестве с учеными Чи В. Данг из Университета Джона Хопкинса и Андре Левченко из Йельского университета.

Почти 10 лет назад исследователи наблюдали странное явление, наблюдая за раковыми клетками в условиях гипоксии или недостатка кислорода.

«По мере того, как опухоли растут и становятся большими, в них заканчивается кислород и создаются новые кровеносные сосуды. Это приводит к нехватке кислорода, называемой гипоксией. Предполагается, что в условиях гипоксии клетки замедляют свой рост, но, конечно, рак продолжает увеличиваться в размерах. Это представляет собой загадку, но пока не решенную», - говорит Кшитиз.

Ученые определили, что небольшое количество клеток «обманывают» - или перестраивают свои сигналы, чтобы позволить им делиться и расти. Разгадка тайны обмана клеток и того, как это явление применяется к диагностике рака, вскоре стала основной задачей исследователей. В условиях гипоксии клетки стабилизируют белок HIF-1, который является главным регулятором реакции кислорода в клетках. Когда уровень кислорода снижается, передача сигналов HIF-1 становится высокой и переводит клетки в нефункционирующее состояние. HIF-1 приказывает механизму клеточного деления прекратить работу, запускает анаэробное дыхание, используя большое количество глюкозы, и заставляет клетки секретировать белки, чтобы сблизить кровеносные сосуды.

В ходе исследования исследователи отметили, что небольшой процент клеток не стабилизировал HIF-1, а вместо этого осциллировал белок, перемещая его вверх и вниз. По мере того, как HIF-1 колебался и двигался то вверх, то вниз, то снова вверх, клетки могли избежать вызванной HIF-1 паузы. Таким образом, эти колеблющиеся клетки обманули и продолжают делиться, несмотря на очень низкий уровень кислорода.

«Найти мошенников в популяции раковых клеток, которые сами обманывают нормальные клетки, интересно на многих уровнях», - говорит Кшитиз.

Кшитиз вместе с Ясиром Сухайлом, докторантом лаборатории Кшитиза в UConn Health, использовали эту новообретенную информацию и изучили генетический состав различных видов рака, встречающихся у людей.

«То, что мы обнаружили, было поистине поразительным. Большинство генов вели себя так, как ожидалось, но была группа генов, которые вели себя противоположно тому, что ожидается при гипоксии. Это не имело особого смысла; почему гены, которые включаются при гипоксии, должны выключаться, когда гипоксия колеблется? Ясно, что что-то затевается», - говорит Кшитиз.

Исследование, раскрывающее этот уникальный феномен, отвечает на несколько загадок, связанных с раком, и открывает новые направления научных исследований.

Редакция Курсора сообщала, что израильские ученые сделали прорыв в лечении рака. Больные раком тестируют первые в мире «компьютерные» антитела, сделанные в Израиле

Ранее Курсор писал, что израильские ученые создают нанотехнологию для борьбы с онкологией.

Предраковое состояние: онколог назвал первые признаки недуга.