Новый механизм усиления адгезии клеток к матриксу в ответ на стресс

ДНК в клетках может повреждаться генотоксическими стрессорами. Неустранённые повреждения могут привести к развитию таких заболеваний, как рак.

В статье в Cell Death & Disease группа учёных из Tokyo Medical and Dental University (TMDU) описала новый клеточный ответ на генотоксический стресс, связанный с фокальными адгезиями — белковыми комплексами, обеспечивающими адгезию клеток к внеклеточному матриксу.

Хотя пути репарации ДНК хорошо изучены, роль адгезии клеток к матриксу и фокальных адгезий в ответе на стресс понятна не до конца. Одни исследования показывали, что генотоксический стресс ослабляет адгезию, другие — усиливает.

Исследователи сосредоточились на двух ключевых белках фокальных адгезий: FAK (focal adhesion kinase) и FRNK (FAK-related non-kinase).

"FAK — один из важнейших белков для адгезии клеток к матриксу, о FRNK известно меньше, — говорит ведущий автор Масацунэ Цудзиика. — Нас это интересует, потому что изменение адгезии может усиливать распространение рака".

После обработки клеток ДНК-повреждающим агентом учёные обнаружили, что:

• Экспрессия FRNK повышается в ответ на генотоксический стресс.
• FRNK замещает FAK в фокальных адгезиях.

"Наши данные говорят, что в ответ на стресс происходит ремоделирование фокальных адгезий, — объясняет старший автор Шигеоми Шимидзу. — Этот механизм уникален, потому что обычно ремоделирование включает простое добавление или удаление компонентов, а здесь один белок замещает другой".

Дополнительные эксперименты показали, что замещение FAK/FRNK усиливает адгезию клеток к матриксу: FRNK стабилизирует фокальные адгезии, обеспечивая прочное прикрепление клеток.

У мышей с нокаутированным геном FRNK генотоксический стресс вызывал серьёзные повреждения желудка, что указывает на защитную роль FRNK.

"Наши выводы также важны для заболеваний: в мышиной модели рака истощение FRNK подавляло диссеминацию и прогрессирование опухоли, — отмечает Цудзиика. — Мы также проанализировали образцы человеческого рака толстой кишки и обнаружили экспрессию FRNK в основном в образцах с метастазами, а не в первичных опухолях. Это показывает, как один механизм может иметь разные биологические эффекты в нормальной ткани и в опухоли".

Таким образом, новооткрытый процесс ремоделирования фокальных адгезий усиливает клеточную адгезию в ответ на генотоксический стресс. Этот механизм защищает нормальные ткани, но также может способствовать прогрессии и распространению рака.