Опухолевые клетки способны «инфицировать» здоровые

МикроРНК, распространяемые опухолевыми клетками, могут трансформировать здоровые клетки в канцерогенные.

Многие клетки, включая злокачественные, распространяют тысячи крошечных мембранных везикул – экзосом, – содержащих ДНК, РНК и белки. Предполагается, что этот процесс является частью клеточной системы переработки отходов, однако его также можно рассматривать как межклеточную коммуникацию: некоторые из везикул способны сливаться с другими клетками и выгружать в них свое содержимое.

В недавнем исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Cancer Cell [1], было продемонстрировано, что экзосомы клеток рака молочной железы человека при слиянии с нормальными клетками и последующей инъекции мышам вызывают у животных формирование опухоли. Полученные результаты могут проложить путь к поиску маркеров развития рака и, возможно, мишеней для лечения.

Опасный груз

В ходе предыдущих исследований было показано, что опухолевые клетки выделяют больше экзосом, чем нормальные [2]. Исследователь рака Рагу Каллури (Raghu Kalluri) из Онкологического Центра доктора Андерсона (MD Anderson Cancer Center, США) и его коллеги решили исследовать, чем должны отличаться два типа экзосом. Они изолировали экзосомы из растущих в культуре клеток и обнаружили, что, в отличие от нормальных экзосом, везикулы опухолевых клеток содержали строительные блоки, необходимые для синтеза коротких фрагментов РНК (микроРНК), блокирующих экспрессию генов-мишеней.

Опухолевые экзосомы изменяли экспрессию генов в нормальных клетках, а в дальнейшем такие клетки вызывали формирование опухолей при инъекции их мышам. Экзосомы, выделяемые нормальными клетками, не провоцировали формирование опухолей. Кроме того, у клеток, подвергшихся действию раковых экзосом, в которых молекулярная машинерия выработки микроРНК была нарушена, способность к формированию опухолей была снижена.

Исследовательская группа выделила экзосомы из крови 8 здоровых человек и 11 пациентов с раком молочной железы. Пять из 11 образцов больных индуцировали рост опухоли при смешивании с нормальными клетками и последующей инъекции мышам, чего не происходило в результате действия экзосом от здоровых людей.

По мнению Каллури, пока не ясно, как далеко могут перемещаться экзосомы в организме, однако, тот факт, что исследователям удалось выделить их из крови, позволяет предположить, что везикулы могут быть достаточно мобильными. И даже если их действие локально, они могут сделать ближайшие опухолевые клетки более агрессивными или трансформировать здоровые клетки в злокачественные, считает исследователь.

По словам ученых, попытка замедлить рост опухоли путем блокировки экзосом – сложная задача. Пока не ясно, как это повлияет на нормальные клетки, поскольку было показано, что некоторые экзосомы здоровых клеток содержат белки, предотвращающие развитие рака [3]. Более реально использование экзосом в качестве способа диагностики и мониторинга рака. Каллури отмечает, что экзосомы более многочисленны и легче поддаются изоляции, чем опухолевые клетки. «Каждая клетка вырабатывает миллионы экзосом. Это очень мощный инструмент», – говорит ученый.

Опухолевая клетка (желтого цвета) распространяет мембранные везикулы. (фото: Dr Andrejs Liepins/Science Photo Library)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2014.16212

Литература:
1. Melo, S. A. et al. Cancer Cell http://dx.doi.org/10.1016/j.ccell.2014.09.005 (2014).
2. Logozzi, M. et al. PLoS ONE 4, e5219 (2009).
3. Putz, U. et al. Science Signaling 5, ra70 (2012). http://dx.doi.org/10.1126/scisignal.200308