Понимание того, как развивается рак, даст возможность уничтожить его

Понимание того, как раковые клетки готовятся к росту и распространению опухоли, может привести к новым методам лечения, которые остановят онкологические заболевания. 

Известно, что раковые клетки выпускают крошечные заполненные жидкостью мешки или везикулы, называемые экзосомами. Они упакованы мощными белками и другими молекулами, которые делают тканевые условия более благоприятными для прогрессирования опухоли различными способами. Молекулы могут, например, реконструировать среду раковых клеток, и вставлять гены рака в другие клетки, подавая сигнал иммунной системе, что атаковать их нельзя.

Такие изменения облегчают рост опухолей и рак проникает в близлежащую ткань и распространяется на другие части тела. Вторжение и распространение рака - это сложный процесс, называемый метастазами, и является основной причиной серьезности заболевания.

В настоящее время исследователи из Университета Висконсина-Мэдисона обнаружили белок, который контролирует выделение экзосом из раковых клеток для содействия прогрессированию опухоли и метастазированию.

pixabay.com

Белок провоцирует секрецию экзосомы

Белок известен как Munc13-4, и он часто встречается в опухолях легких, груди и поджелудочной железы.

Под руководством старшего автора исследования Томаса Ф. Дж. Мартина - профессора по биохимии в Университете Висконсина-Мэдисона - команда заметила, что по мере того, как клетки рака поджелудочной железы и легких становятся более агрессивными, они повышают уровень Munc13-4 и выделяют больше экзосом.

Munc13-4 активируется связыванием с кальцием, уровень которого повышен в раковых клетках.

Исследователи обнаружили, что кальций вызвал секрецию экзосомы в агрессивных клетках рака молочной железы. Но, когда они удаляли Munc13-4 в клетках рака молочной железы, кальций больше не приводил к тому, что клетки секретировали экзосомы.

Это было также, когда они заменили Munc13-4 мутантной формой, которая не может связываться с кальцием.

pixabay.com

Повышение знаний об экзосомальной биологии

Ученые впервые узнали об экзосомах около 50 лет назад. Но на протяжении десятилетий они думали, что все, что они делают - избавляются от отходов клеток. Но за последние 10 лет «интерес к экзосомам взорвался», о чем свидетельствует огромный рост опубликованных исследований.

Тем не менее, несмотря на возобновленный интерес и значительно расширенный объем знаний, мы все еще мало знаем о «основах биологии экзосомы». 

Мы знаем только то, что экзосомы формируются в структурах внутри клеток, называемых «мультивезикулярными телами». Они высвобождают экзосомы путем слияния с «плазматической мембраной» или клеточной стенкой.

Профессор Мартин и его коллеги обнаружили, что механизм, который запускает этот процесс в раковых клетках, включает Munc13-4, работающий с другим белком под названием Rab11.

Они также показали, что истощение Munc13-4 в клетках рака молочной железы снижает выделение экзосом, содержащих фермент, что делает среду ткани более благоприятной для рассеивания и распространения раковых клеток.

Фермент называется MT1-MMP, и он разрушает «внеклеточный матрикс». Это, как известно, облегчает метастазирование рака и образование вторичных опухолей.

«В целом мы считаем, что повышенная экспрессия Munc13-4 в сочетании с повышенными уровнями кальция способствует усиленному высвобождению экзосама высокоагрессивными раковыми клетками и что Munc13-4 является потенциальной мишенью для терапевтического вмешательства», - отмечает профессор Томас Ф. Дж. Мартин.