Механизм «заморозки» беременности помог ученым эффективнее бороться с онкологией
Исследователи из Университета Рокфеллера обнаружили ключевой биологический механизм, управляющий переходом клеток в состояние глубокого гипобиоза. Это открытие помогает лучше понять, как происходит эмбриональная диапауза, когда развитие зародыша приостанавливается на длительный срок в неблагоприятных условиях. Также это объясняет, почему раковые клетки после терапии могут длительное время оставаться в латентном состоянии, а затем вызывать рецидивы.
Эмбриональная диапауза — это явление, при котором развитие эмбриона на ранних стадиях полностью прекращается. Ранее было неясно, как клетки сохраняют способность дифференцироваться в разные типы тканей при практически остановившемся метаболизме.
В ходе эксперимента учёные подвергли эмбриональные стволовые клетки мыши двойному стрессовому воздействию. Сначала они заблокировали ключевой регулятор роста mTOR, имитируя состояние голодания, а затем добавили препарат, который имитировал дефицит ростовых сигналов. В ответ на это клетки уменьшили потребление энергии и синтез белков, но при этом сохранили свою мультипотентность.
Генетический анализ помог выявить молекулярный механизм, управляющий этим процессом. В обычных условиях белки Capicua блокируют определённые участки ДНК, подавляя экспрессию генов, отвечающих за клеточную дифференцировку. При стрессовых условиях активность этих белков снижается, что приводит к активации генов-супрессоров, подавляющих сигнальный путь MAP-киназы, который обычно стимулирует клеточную специализацию. Искусственное отключение этих генов нарушало способность клеток переходить в состояние диапаузы.
Учёные считают, что этот механизм универсален и может быть задействован не только в эмбриональной диапаузе, но и в механизмах латентности раковых клеток, а также в функционировании некоторых клеток иммунной системы в условиях гипоксии или под воздействием лекарств.
Понимание этого процесса открывает новые возможности для разработки терапевтических методов борьбы с раком. Модуляция активности белков, регулирующих переход клеток в состояние гипобиоза, может помочь эффективно деактивировать скрытые опухолевые клетки, делая их восприимчивыми к лечению, или, наоборот, индуцировать их длительную латентность.