Исследователи обнаружили и научились управлять молекулярным взаимодействием, которое двигает раковые клетки

Исследователи из кампуса клиники Майо во Флориде получили новое понимание механизмов, позволяющих инвазивным опухолевым клеткам двигаться, и того, как остановить распространение рака. Метастазирование — процесс распространения рака в другие части тела — чаще всего приводит к смерти от этого заболевания.

В онлайн-выпуске журнала Nature Cell Biology от 29 марта исследователи сообщают, что молекула протеинкиназа D1 (PKD1) является ключевой для способности опухолевой клетки «перестраивать» свою структуру, что позволяет ей мигрировать и инвазировать. Учёные обнаружили, что если PKD1 активна, опухолевые клетки не могут двигаться. Это объясняет, почему PKD1 «замолкает» в некоторых инвазивных формах рака.

Во время метастазирования инвазивные раковые клетки реагируют на биологические сигналы, чтобы отдалиться от первичной опухоли. Команда биолога-онколога Питера Шторца, Ph.D., исследует процесс ремоделинга актина на ведущем крае — самой передней точке — этих мигрирующих опухолевых клеток.

«События, реорганизующие актиновый цитоскелет на ведущем крае, сложны — множество молекул действуют согласованно, — говорит доктор Шторц. — Но похоже, что PKD1 должна быть выключена, чтобы раковые клетки могли мигрировать».

Актиновые филаменты помогают формировать цитоскелет клеток. Для движения раковых клеток актиновая структура клетки должна постоянно реорганизовываться, и для этого необходимо генерировать новые актиновые филаменты, чтобы продвигать клетку вперёд.

Группа доктора Шторца обнаружила, что PKD1 критически важна для этого процесса. Исследователи выяснили, что PKD1 ингибирует другой белок, известный как slingshot, который регулирует расщепление существующих актиновых структур, чтобы могли синтезироваться новые актиновые филаменты. Это событие необходимо для движения клетки.

Исследователи использовали методы для истощения опухолевых клеток по PKD1 и обнаружили, что их подвижность увеличилась. Затем они экспрессировали активированную PKD1 в опухолевых клетках и обнаружили, что движение было заблокировано. Таким образом, PKD1 является негативным регулятором направленной миграции клеток. Если PKD1 не экспрессируется в опухолевых клетках, slingshot станет активным и будет способствовать реорганизации актина, и опухолевая клетка начнёт двигаться.

«Это логично, потому что другие исследователи обнаружили, что PKD1 подавлена или выключена в инвазивных формах рака желудка, простаты и молочной железы», — говорит доктор Шторц.

На данный момент исследователи идентифицировали ряд участников на путях, регулирующих движение раковых клеток: от молекулы (RhoaA), которая активирует PKD1, до хорошо известного белка (кофилина), который разбирает актиновые филаменты и регулируется slingshot. Когда PKD1 активирована, кофилин не функционирует, и клетка не может двигаться.

«Теперь, когда мы определили PKD1 как ключевой регулятор в процессах, регулирующих направленное движение опухолевых клеток на основе актина, мы можем начать думать о разработке методов лечения, чтобы остановить метастазирование инвазивных раковых клеток, — говорит доктор Шторц. — Основные механизмы, которые мы раскрыли, являются ключом к разработке этих стратегий».