Специалисты раскрыли механизм «клеточной спячки», который помогает эмбрионам и раковым клеткам выживать
Исследователи из Университета Рокфеллера раскрыли фундаментальный биологический механизм, который позволяет клеткам входить в состояние глубокого «сна». Это открытие объясняет, как эмбрионы некоторых животных способны месяцами останавливать своё развитие в неблагоприятных условиях, а также почему раковые клетки могут годами скрываться в организме после лечения и затем вызывать рецидив.
Феномен, известный как эмбриональная диапауза, заключается в том, что развитие зародыша на ранней стадии (бластоцисты) полностью приостанавливается. До сих пор было непонятно, как клетки сохраняют плюрипотентность — способность превращаться в любые ткани организма — при почти полном прекращении метаболической активности.
В ходе эксперимента учёные подвергли эмбриональные стволовые клетки мышей двойному стрессу: сначала заблокировали ключевой регулятор роста mTOR, имитируя нехватку пищи, а затем добавили препарат, создающий ощущение дефицита сигналов роста. Клетки отреагировали предсказуемо: они резко сократили потребление энергии и синтез белков. При этом они не теряли своей универсальности.
Генетический анализ позволил обнаружить молекулярный «переключатель» этого режима. В нормальных условиях белки Capicua блокируют определённые участки ДНК, удерживая «гены-тормоза» в неактивном состоянии. Под воздействием стресса контроль ослабевает, и эти гены активируются. Они, в свою очередь, подавляют сигнальный путь MAP-киназы, который заставляет клетку специализироваться. Искусственное отключение этих генов сразу лишало клетки способности впадать в диапаузу.
Открытый механизм, вероятно, универсален и не ограничивается эмбрионами. Учёные полагают, что он может использоваться «спящими» раковыми клетками и даже некоторыми клетками иммунной системы для того, чтобы пережить атаку лекарств или нехватку ресурсов, а затем снова активироваться.
Понимание этого процесса открывает новые перспективы в борьбе с онкологическими заболеваниями. Если научиться контролировать «переключатель» диапаузы, можно будет целенаправленно выводить скрытые опухолевые клетки из состояния покоя, делая их уязвимыми для терапии, или, наоборот, надолго «усыплять» их.