Открытие может объяснить, почему многие виды рака возвращаются после первоначального ответа на лечение и могут привести к появлению новых, более эффективных лекарств от рака, говорит Ялан Син, научный сотрудник кафедры биохимии Университета штата Вашингтон и ведущий автор исследования.Большинство тканей человека содержат взрослые стволовые клетки. Эти клетки бесконечно регенерируют и производят дочерние клетки, которые могут созревать в самые разные типы клеток. Это позволяет нашему телу расти и заменять поврежденные или стареющие клетки.
Однако многие виды рака содержат аналогичные клетки, называемые «опухолевыми клетками» или «раковыми стволовыми клетками». Они тоже могут дать начало новым опухолевым клеткам.
Оба типа клеток имеют одно общее свойство: они часто могут пережить лучевую и химиотерапию. В случае стволовых клеток эта способность позволяет нашему телу восстанавливаться после лечения. Однако в случае клеток, инициирующих опухоль, эта стратегия выживания позволяет опухолям сопротивляться лечению и возвращаться.Чтобы выяснить, как эти клетки выживают после воздействия смертельных доз радиации и химиотерапии, Ялан Син и Ханнеле Руохола-Бейкер, профессор биохимии, заместитель директора Института стволовых клеток и регенеративной медицины UW и старший автор исследования. , изучили взрослые стволовые клетки плодовой мушки и естественный процесс прополки ненужных клеток, называемый апоптозом.
Апоптоз, также известный как запрограммированная гибель клеток, — это упорядоченный метод очистки, которому следуют наши тела, чтобы удалить клетки, которые повреждены, стареют или больше не нужны. В случае радиационного воздействия и химиотерапии повреждение ДНК клетки в результате этих процедур вызывает апоптоз и гибель клеток.В своем исследовании исследователи показывают, что после воздействия радиации умирающие дочерние клетки выделяют белок, называемый Pvf1, который похож на человеческий белок, называемый ангиопоэтином, и который связывается с рецепторами на соседних материнских стволовых клетках, называемыми Tie-рецепторами.
Это связывание белка с рецептором заставляет стволовые клетки продуцировать короткий фрагмент РНК, называемый микроРНК-бантамом, который подавляет генерацию ключевого белка, называемого Hid / Diablo / Smac, необходимого для запуска апоптоза.В результате стволовые клетки, как и их дочерние клетки, могли иметь серьезные повреждения ДНК, при подавлении выработки Hid они защищены от самоуничтожения.«По сути, дети говорят маме, чтобы она защищала себя», — сказал Син.Поскольку стволовые клетки не могут уничтожить себя немедленно, они выживают до тех пор, пока им не придет время воспроизводить и регенерировать ткань.
Исследовательская группа предполагает, что по мере того, как стволовые клетки готовятся к воспроизведению, они активируют батарею механизмов, восстанавливающих поврежденную ДНК. Блокируя апоптоз, умирающие дочерние клетки позволяют своим материнским стволовым клеткам выжить до тех пор, пока у них не появится наилучший шанс на восстановление после вызванного лечением повреждения ДНК и регенерацию поврежденной ткани.По словам Ханнеле Руохола-Бейкер, эта система имеет эволюционный смысл. Защищая материнские стволовые клетки, мартриархи, умирающие дочерние клетки сохраняют единственный тип клеток, который может регенерировать ткань, — взрослые стволовые клетки.
«В раковых опухолях человека есть очень похожие гены и белки, которые, вероятно, играют ту же роль в защите инициирующих опухоль клеток от разрушения. В результате клетки, инициирующие опухоль, выживают, а рак возвращается. блокируя Tie-рецепторы, можно заблокировать защитный сигнал от дочерних клеток и тем самым позволить запрограммированной гибели материнских стволовых клеток и предотвратить рак