Трёхмерное окружение клеток критически важно для правильного разделения хромосом — открытие может объяснить ключевую особенность рака

Клетки, извлечённые из их естественной среды, испытывают проблемы с правильным распределением хромосом во время деления. Это неожиданное открытие, описанное 23 августа 2018 года в журнале Cell, может иметь большие последствия для учёных, пытающихся выращивать человеческие ткани в лаборатории. Результаты также могут помочь объяснить, почему ошибки в хромосомах широко распространены в раковых клетках.

Учёные часто выращивают клетки плоскими слоями на пластиковых чашках. Клетки печени, выращенные таким способом, особенно плохо разделяют свои хромосомы во время клеточного деления. Вместо равного распределения хромосом между двумя дочерними клетками, хромосома иногда остаётся позади.

Исследователи сравнили деление клеток печени, выращенных в чашках, с делением клеток печени в организме мыши. Как и ожидалось, ошибки в хромосомах накапливались в клетках печени мыши, выращенных в лабораторной чашке. Но когда учёные изучили клетки, растущие непосредственно в печени мыши, определённые дефекты сегрегации хромосом не происходили.

Это справедливо и для других типов клеток. Клетки из молочных желёз и кожи мыши показали схожие различия в разделении хромосом в зависимости от их окружения. Эти результаты позволяют предположить, что внешние силы, создаваемые тканью, помогают направлять хромосомы внутри каждой клетки. Такая обще-тканевая регуляция «размывает границу, где заканчивается одна клетка и начинается другая».

Исследователи пока не знают точно, как внешняя среда влияет на разделение хромосом в клетке, но у них есть некоторые предположения. Молекула под названием интегрин может играть роль, косвенно улучшая прикрепление хромосом к митотическому веретену — аппарату, который распределяет хромосомы по клеткам.

Результаты могут помочь учёным понять, почему раковые клетки часто имеют аномальное количество хромосом. Опухоли могут изменять структуру ткани, в которой они образуются, и возможно, что это изменение провоцирует проблемы с хромосомами. «Затем, как только вы начинаете терять и приобретать целые хромосомы, вы становитесь генетически нестабильны», — отмечают авторы. Такая нестабильность может делать рак агрессивным.

В более широком смысле, новые данные показывают, что клетки следует изучать в правильном контексте. «Нам нужно уйти от культивирования клеток в двух измерениях на пластиковой чашке, когда в реальности они являются частью трёхмерного органа».