Раковые клетки получают энергию, воруя митохондрии из нервов
Рак получает импульс к развитию, воруя энергопроизводящие структуры у нейронов внутри опухоли, сообщили ученые в журнале Nature. Похоже, эти «хищения» помогают злокачественным клеткам выживать при метастазировании — распространении в отдаленные органы.
«Злоумышленники» выкачивают митохондрии (органеллы, вырабатывающие большую часть клеточной энергии) из нейронов через сверхтонкие трубки, образующиеся между двумя типами клеток. Украденные митохондрии повышают способность раковых клеток выдерживать стресс при перемещении по кровеносным сосудам во время метастазирования.
«Теперь у нас есть новый виновник метастазирования, а значит — новая мишень для его блокировки. А именно метастазы делают рак таким смертоносным», — говорит нейробиолог Саймон Греле из Университета Южной Алабамы в Мобиле.
Ученые давно знали, что рак использует нервную систему для своего роста. Глубже изучить тонкости процесса помогли мыши с агрессивной формой рака молочной железы. Им дали лекарство, подавляющее нервную функцию — и метаболическая активность в раковых клетках снизилась, что подтвердило влияние нейронов на метаболизм опухоли.
Наблюдения за раковыми клетками in vitro показали, что они вытягивают микротрубочки наподобие соломинок для питья, через которые выкачивают митохондрии из нейронов. Другие эксперименты показали, что злокачественные клетки с «украденными» митохондриями вырабатывают больше энергии, чем те, у которых их нет.
Проверили также, как «усиленные» раковые клетки ведут себя при перемещении из первичной опухоли в метастатический очаг в новой ткани. Исследователи пропустили часть клеток через иглу и шприц, имитируя стресс кровотока, а другие подвергли воздействию перекиси водорода, чтобы воспроизвести потенциально опасную химическую среду. Оказалось, что дополнительные митохондрии увеличивают выживаемость злокачественных клеток.
«Они просто гораздо лучше подготовлены», — объясняет специалист по раковой нейробиологии Густаво Айяла из Научного центра здоровья Техасского университета в Хьюстоне.
Исследования на мышах с раком молочной железы показали, что в первичных опухолях лишь небольшая часть клеток содержит украденные митохондрии, а в метастазах в мозге их доля куда выше. В человеческих метастазах также митохондрий оказалось больше, чем в первичной опухоли. Оба факта указывают на то, что кража митохондрий в исходной опухоли помогает раку метастазировать.
Исследование «выполнено отлично», похвалила онколог-исследователь Клэр Маньон из французского Национального института здравоохранения и медицинских исследований Inserm. Но изучение процессов распространения рака сложно, подчеркнула она: «Нужно понять, это ключевой механизм или часть чего-то большего».
Метастазирование — многофакторный процесс, согласился Греле. Но исследование помогает объяснить связь между нервами и метастатическим раком.