Раковая клетка в движении сбрасывает свою ДНК: найдены «подвижные везикулы», о существовании которых не подозревали

Исследователи из Института Медицинского центра Университета Макгилла обнаружили новый тип внеклеточных везикул, которые выделяются мигрирующими раковыми клетками. Открытие показывает ранее неизвестный механизм, с помощью которого движущиеся раковые клетки избавляются от своей ДНК — и, возможно, влияют на окружение.

Самое примечательное в этой истории то, что новый тип везикул никто специально не искал. Как рассказывает первый автор работы Туптен Церинг, аспирант лаборатории Джулии Бурнье, команда пыталась понять, как раковые клетки высвобождают ДНК. Вместо этого она наткнулась на биологический процесс, через который мигрирующие клетки выделяют генетический материал и взаимодействуют с окружающей средой.

Что такое внеклеточные везикулы и почему они важны

Внеклеточные везикулы — это крошечные пузырькообразные структуры, которые производят и выделяют почти все клетки человека. Их находят в тканях и биологических жидкостях: крови, слюне, моче. Раньше считалось, что это просто клеточные отходы. Теперь известно, что они играют важную роль в межклеточной коммуникации: путешествуют по организму и переносят белки, РНК и ДНК, которые могут передаваться другим клеткам.

При раке некоторые из этих везикул добираются до отдаленных органов, где могут менять окружающие ткани и создавать условия, благоприятные для метастазов. В других случаях они передают молекулы, связанные с раком, другим клеткам — потенциально делая их устойчивыми к химиотерапии или мешая иммунной системе бороться с опухолью.

Чем MoVes отличаются от всего, что было известно раньше

Новые структуры получили название motile vesicles, или MoVes — «подвижные везикулы». Они формируются специфически на задней кромке мигрирующих клеток, в процессе, который исследователи называют отличным от всех ранее описанных механизмов образования везикул. Размер MoVes — от 2 до 5 микрометров, то есть они относительно крупные. И они несут не фрагменты, а весь геном родительской клетки, включая мутации, связанные с раком, а также функциональные органеллы, например митохондрии.

Ключевая деталь: производство MoVes оказалось связано с эпителиально-мезенхимальным переходом (ЭМП). Это процесс, при котором клетки, обычно плотно прилегающие друг к другу, становятся более подвижными и проникают в окружающие ткани. При раке ЭМП связан с прогрессированием опухоли и устойчивостью к некоторым видам лечения.

Исследователи также заметили, что агрессивные клетки тройного негативного рака молочной железы производят гораздо больше MoVes, чем нераковые клетки молочной железы. А когда ЭМП искусственно вызвали в нераковых клетках, производство MoVes резко выросло. Это установило прямую связь между подвижностью клеток и образованием этих везикул.

Почему это может иметь значение для пациентов

Команда Бурнье сейчас работает над тем, чтобы понять механизмы, управляющие образованием и высвобождением MoVes, а также их воздействие на клетки, которые получают их молекулярный груз. Это может помочь определить, играют ли MoVes роль в прогрессировании рака, и выявить потенциальные способы вмешательства в эти процессы.

Отдельное направление — проверить, можно ли обнаружить MoVes в экспериментах на животных и у пациентов. Если подтвердится, это откроет новые возможности для изучения их потенциала в качестве биомаркеров рака: измеримых биологических индикаторов, которые помогают выявлять заболевание, отслеживать его прогрессирование или оценивать эффективность лечения.

Открытие добавляет еще один слой к пониманию того, как раковая клетка взаимодействует с пространством вокруг себя, пока движется. И, возможно, именно в этом движении — а не только в самой опухоли — скрывается часть ответа на вопрос, почему рак распространяется.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Cell Biology.

Изображение: разработано Мagnific.