Химиотерапия – мощное оружие в борьбе с раком. Однако она не всегда даёт желаемый результат. В поисках причины таких провалов специалисты из Института биологических исследований Солка изучили некоторые клеточные процессы. В результате они раскрыли новый механизм, который может улучшить результативность химиотерапии.
Изначально группа учёных под руководством Геральда Шедела (Gerald Shadel) исследовала роль митохондрий в эффективности химиотерапии. Поясним, что митохондрии – это своеобразные клеточные электростанции.
Учёные обнаружили, что по ним можно получить первые сигналы-предупреждения о том, что в организме происходят не совсем правильные процессы. Поясним, что митохондрии запускают молекулярные сигналы тревоги, когда клетки подвергаются воздействию стресса или особых химических веществ.
Напомним, что основная молекула ДНК упакована внутри ядра клетки, а митохондрии содержат свой собственный небольшой набор ДНК под названием митохондриальная ДНК (мтДНК). мтДНК передаются по материнской линии, хотя недавнее исследование показало, что и тут могут быть сюрпризы. При этом большинство клеток содержит огромное количество митохондрий.
Как только клетки человека подвергаются стрессу, атаке вирусами или химическими веществами (например, химиотерапевтическими препаратами), митохондрии реагируют на это.
"Митохондрии действует как первая линия защиты при возникновении стресса ДНК. Они говорят остальной части клетки: "Эй, я под атакой, тебе лучше защитить себя", – объясняет Шедел.
Митохондрии высвобождают свою повреждённую мтДНК и провоцируют иммунный ответ, позволяющий справиться с угрозой. Клетки реагируют на неправильно упакованную мтДНК так же, как они реагировали бы на вторгающийся вирус.
Когда это происходит, в "военные действия" вступает набор генов под названием ISGs, стимулируемых интерферонами. Разворачиваемые в итоге процессы должны защищать ДНК внутри ядра клеток.
К сожалению, такой же процесс происходит и в случае воздействия химиотерапевтических препаратов, нацеленных на ДНК внутри раковых клеток, выяснили учёные.
Исследователи наблюдали появление подобных "заслонов" при работе с раковыми клетками, выращенными в искусственных условиях и в организме мышей. В последнем случае большая активность генов ISGs привела к высокой устойчивости к химиотерапевтическому препарату под названием доксорубицин.
Исследование показало, что этот препарат также вызывает повреждение и высвобождение мтДНК, которая, в свою очередь, активирует ISGs. Всё это приводит к повышению устойчивости опухоли к химиотерапии.
По мнению учёных, в большинстве случаев такая особенность работы митохондрий спасает людей, поскольку защищает здоровые клетки. Тем не менее та же функция способна снизить результативность химиотерапии. Впрочем, понимание этого процесса открывает путь к новым способам лечения, считают учёные.
"Если предотвратить повреждение митохондриальной ДНК и её высвобождение во время лечения, то можно предотвратить эту форму устойчивости к химиотерапии", – добавляет Шедел.
На сегодняшний день он и его коллеги работают над дальнейшими исследованиями, помогающими лучше понять эти процессы.
Научная статья по итогам исследования опубликована в издании Nature Metabolism.
К слову, ранее учёные выяснили, что химиотерапия может усугублять развитие рака. Более того, на её эффективность влияют бактерии.
