Наша кожа остается здоровой благодаря постоянному обновлению, когда умирающие клетки кожи сбрасываются и заменяются новыми. Этот процесс поддерживается «клетками-предшественниками» — потомками стволовых клеток — которые делятся и «дифференцируются» в полнофункциональные клетки кожи, чтобы восполнить умирающую кожу. Эти клетки, в свою очередь, поддерживаются меньшей популяцией «стволовых клеток», которые хранят молчание, готовые стать активными и восстанавливать кожу при ее повреждении.
Однако, когда этот процесс идет наперекосяк, могут возникать раковые заболевания: поврежденная ДНК или активация определенных генов, известных как «онкогены», могут запускать каскад активности, который в конечном итоге может привести к неконтролируемой пролиферации, что является признаком рака. В некоторых случаях эти опухоли могут быть доброкачественными, но в других случаях они могут распространяться по всему телу или давать «метастазы», где они могут вызвать органную недостаточность.
До сих пор в научной области был большой интерес к вопросу о том, какие типы клеток — стволовые клетки, клетки-предшественники или и то, и другое — могут вызывать опухоли, и как эти клетки трансформируются в процессе зарождения и роста опухоли. Теперь, в исследовании, опубликованном в журнале Nature, исследователи под руководством профессора Седрика Бланпена из Свободного университета Брюсселя, Бельгия и профессора Бена Саймонса из Кембриджского университета, продемонстрировали на мышах, как стволовые клетки кожи и клетки-предшественники реагируют на активацию онкоген.
Их исследования показали, что, хотя клетки-предшественники могут вызывать доброкачественные поражения, только стволовые клетки обладают способностью развиваться в смертельно опасные инвазивные опухоли.Исследователи использовали модель трансгенной мыши — мыши, гены которой были изменены, чтобы позволить активацию онкогена в отдельных стволовых клетках и клетках-предшественниках.
Онкоген был соединен с флуоресцентным маркером, так что клетки, в которых онкоген был активен, можно было легко идентифицировать, а по мере пролиферации этих клеток можно было также отслеживать их «дочерние» клетки. Эти родственные флуоресцентные клетки известны как «клоны».Анализируя количество флуоресцентно меченых клеток на клон с помощью математического моделирования, команда смогла показать, что только клоны, полученные из мутантных стволовых клеток, смогли преодолеть механизм, известный как «апоптоз», или запрограммированная гибель клеток, и продолжить деление. и бесконтрольно размножаются, перерастая в форму рака кожи, известную как базальноклеточная карцинома. Напротив, рост клонов, полученных из клеток-предшественников, сдерживается увеличением уровня апоптоза, что приводит к образованию доброкачественных поражений.
«Невероятно редко идентифицировать происхождение раковых клеток, и до сих пор никто не мог проследить, что происходит на индивидуальном уровне с этими клетками, когда они мутируют и размножаются», — говорит профессор Бланпейн. «Теперь мы знаем, что виноваты стволовые клетки: когда онкоген в стволовой клетке становится активным, он запускает цепную реакцию клеточного деления и пролиферации, которая преодолевает механизмы безопасности клетки».«Хотя это решило давний научный спор о том, какие типы клеток могут приводить к инвазивным опухолям кожи, это гораздо больше, чем просто часть эзотерических знаний», — добавляет профессор Саймонс. «Это говорит нам о том, что нацеливание на пути, используемые в регуляции решений клеточной судьбы — то, как стволовые клетки выбирают между клеточной пролиферацией и дифференцировкой, — могло бы быть более эффективным способом остановки опухолей на их пути и привести к потенциальным новым методам лечения».