Хромосомная нестабильность в раковых клетках вызывает повреждение ДНК и способствует инвазивности
Хромосомная нестабильность — быстрое изменение числа и структуры хромосом при делении клетки — широко распространена в солидных опухолях и связана с агрессивным распространением рака (метастазированием). Поскольку метастазы вызывают 90% смертей от рака, важно понять детали этого процесса.
Учёные из лаборатории контроля развития и роста IRB Barcelona под руководством исследователя ICREA доктора Марко Милана выяснили, как повреждение ДНК, вызванное хромосомной нестабильностью, повышает инвазивность раковых клеток. Исследование, опубликованное в Current Biology, показывает, что такая нестабильность активирует сигнальный путь JAK/STAT и усиливает активность каспаз, что, в свою очередь, вызывает повреждение ДНК. Это позволяет клеткам покинуть первичную опухоль и приводит к метастазированию.
«Мы долго считали каспазы агентами, вызывающими гибель клеток в ответ на повреждение ДНК. Однако наши данные указывают, что они также могут играть про-инвазивную роль, способствуя повреждению ДНК. Это расширяет понимание биологии рака и открывает путь к поиску новых терапевтических подходов против метастазов», — поясняет доктор Милан.
Три пути влияния хромосомной нестабильности на метастазирование
Хромосомная нестабильность, присутствующая в большинстве солидных опухолей, способствует метастазированию через три вторичных эффекта:
- Анеуплоидия (неправильное число хромосом в клетке, вызывающее клеточный стресс).
- Образование микроядер (и запускаемый ими воспалительный процесс).
- Повреждение ДНК (вызванное разрывом хромосом).
Лаборатория доктора Милана много лет изучает роль хромосомной нестабильности в раке. В предыдущих работах (2018 и 2021 гг.) команда исследовала влияние анеуплоидии. В новой работе описан третий механизм — влияние повреждения ДНК на инвазивность раковых клеток.
Три причины повреждения ДНК
Хромосомная нестабильность может вызывать повреждение ДНК тремя способами:
- Неправильная сегрегация хромосом может привести к разрыву цепи ДНК.
- Дисбаланс числа хромосом нарушает клеточные процессы, вызывая стресс при репликации ДНК.
- Как показано в данной работе, анеуплоидия также стимулирует сигнальный путь JAK/STAT, который активирует каспазы и вызывает повреждение ДНК.
В норме каспазы, вызывая повреждение ДНК, приводят к гибели клетки. Однако теперь учёные выяснили, что более низкие уровни активности каспаз также способствуют повреждению ДНК, наделяя раковые клетки способностью к метастазированию.