Исследование показывает, как множественные центросомы запускают гибель клетки после сбоя деления

Каждую секунду в сложном организме, таком как человеческий, для поддержания жизни должно непрерывно производиться огромное количество новых клеток. Каждое деление клетки — сложный процесс: за несколько часов не только реплицируется весь геном, но и удваиваются другие клеточные структуры, чтобы в итоге образовались две дочерние клетки.

Перед делением формируются два белковых комплекса — центросомы, создающие два противоположных полюса в материнской клетке. Они образуют веретено деления, которое захватывает удвоенный генетический материал и равномерно распределяет хромосомы к полюсам.

Сбой этого процесса может быть катастрофическим. Образующиеся клетки будут иметь вдвое больше хромосом и центросом, что делает их нежизнеспособными и склонными к злокачественному перерождению. Многие раковые клетки, например, имеют аномальное число хромосом и лишние центросомы. Обычно такие дефектные клетки останавливают свой цикл или запускают механизм самоуничтожения.

Мишень — митохондрии клетки

Исследователи под руководством Андреаса Виллунгера (CeMM, Вена, и Медицинский университет Инсбрука) и Луки Фавы (Университет Тренто, Италия) выяснили, как запускается запрограммированная гибель клетки (апоптоз) при сбое деления. В исследовании, опубликованном в Science Advances, они обнаружили, что наличие множественных центросом в клетке активирует крупный белковый комплекс — PIDDosome.

PIDDosome, в свою очередь, активирует фермент каспазу-2, запуская два летальных пути:

1. Активируется белок BID, который напрямую разрушает митохондрии, приводя к гибели клетки.
2. Одновременно каспаза-2 активирует известный супрессор опухолей p53, который инициирует дополнительные сигнальные пути, также ведущие к гибели клетки.

Этот «двойной удар» гарантирует уничтожение клеток с множественными центросомами, даже если один из путей (через BID или p53) не функционирует.

Полученные данные не только проливают свет на фундаментальные молекулярные механизмы, но и предполагают потенциальное применение в лечении рака крови. Многие противораковые терапии направлены на нарушение деления клеток, что часто приводит к накоплению в них множественных центросом. Использование летального эффекта PIDDosome может повысить эффективность таких методов лечения.

«Анализируя активность BID и каспазы-2 в раковых клетках, мы потенциально можем идентифицировать пациентов, которые с наибольшей вероятностью ответят на препараты, нарушающие деление клеток», — объясняет Виллунгер, подчеркивая возможное клиническое применение исследования.

«Перенос лабораторных исследований в клиническую практику — долгий и сложный процесс. Однако более глубокое понимание механизмов действия уже одобренных препаратов необходимо для повышения их эффективности и снижения инвазивности», — добавляет Фава, считая, что исследование может помочь в разработке новых комбинаций существующих лекарств.