Клетки асцидии проливают свет на развитие рака

Специализированные структуры, которые раковые клетки используют для инвазии в ткани, также могут помогать им избегать защитных механизмов организма, направленных на их уничтожение. Это обнаружила исследовательская группа под руководством Брэдли Дэвидсона из Университета Аризоны.

Изучая эмбрионы морского животного Ciona intestinalis (асцидия), исследователи обнаружили, что даже неинвазивные клетки образуют тонкие, быстротечные структуры, известные как инвадоподии. Будущие клетки сердца в эмбрионе Ciona используют инвадоподии для улавливания химических сигналов (факторов роста) из окружающей среды. Эти сигналы подсказывают клеткам, где они находятся в развивающемся эмбрионе и в какой тип клеток им следует превратиться.

Результаты предполагают, что эта ранее неизвестная роль инвадоподий может играть роль и в случае раковых клеток: их инвадоподии могут служить для связывания аналогичных сигнальных молекул, которые защищают их от процессов элиминации организмом, обеспечивая их выживание.

«Это специальные инвазивные выросты, и их видят только у редких типов клеток и у раковых клеток. Мы первые, кто увидел их в развивающемся эмбрионе Ciona, и мы, конечно, не ожидали увидеть их в таком контексте», — сказал Дэвидсон. «В Ciona клетки, которые создают эти особые "руки", не используют их для инвазии. Эти клетки ведут себя совсем не так, как раковые».

Клетки формируют инвадоподии, проталкивая часть своего внутреннего каркаса в клеточную мембрану, вытягивая длинный тонкий вырост наружу. Эти структуры чрезвычайно хрупки и быстро растут и сокращаются.

Инвадоподии в раке vs. в эмбрионе

• У раковых клеток: инвадоподии давно известны как инструмент для прорыва через естественные тканевые барьеры (эпителиальные слои), что позволяет клеткам метастазировать.
• У клеток Ciona: инвадоподии не используются для инвазии. Клетки ненадолго охватывают соседнюю клетку, а затем оттягиваются назад. Это заставило исследователей задаться вопросом о другой функции.

Исследователи обнаружили, что клетки, образующие инвадоподии, реагируют на факторы роста гораздо сильнее, чем другие клетки. Это говорит о том, что инвадоподии функционируют как антенны для улавливания сигналов, которые инструктируют клетку стать клеткой-предшественником сердца.

Последствия для онкологии

Это открытие предлагает интригующую возможность: могут ли раковые клетки также использовать свои инвадоподии как антенны, получая дополнительное преимущество в виде повышенной восприимчивости или даже независимости от сигналов факторов роста?

«Наши находки на Ciona могут изменить то, как мы думаем о раке», — сказал Дэвидсон. — «Вместо того чтобы начинаться как масса раковых клеток — опухоль — возможно, что небольшие группы клеток или даже одиночные клетки получают способность метастазировать очень рано, используя инвадоподии для усиления своих сигналов выживания».

Такая клетка-предшественник рака была бы очень трудна для обнаружения, так как опухоли ещё нет. Если будут найдены специфические белки, позволяющие клетке использовать инвадоподии как антенну, они могут стать перспективными мишенями для терапии, направленной на уничтожение таких клеток на самой ранней стадии, до образования опухолей.

Исследование опубликовано в журнале Nature Cell Biology.