В тесноте раковым клеткам неудобно делиться

В тесноте кровеносных сосудов раковым клеткам приходится прилагать дополнительные усилия, чтобы правильно распределить хромосомы во время деления.

Раковые клетки всё время делятся, однако делиться им приходится порой в весьма некомфортных условиях. Например, представим метастазную клетку, которая, отправившись из исходной опухоли, плывёт по кровотоку в поисках нового места, где можно остановиться и «основать» вторичный очаг болезни. В ходе своих странствий такая клетка попадает в тончайшие капилляры, где ей приходится сплющиваться, чтобы пройти сквозь сосуд, однако механизм деления не останавливается.

Медиков и биологов давно интересовало, что происходит с делящейся раковой клеткой в капилляре. Прямо в организме это увидеть невозможно, так что остаются лабораторные опыты, когда клетку загоняют в какое-нибудь очень тесное место. Однако желательно, чтобы такое тесное место по возможности было похоже на кровеносный сосуд – то есть выглядело бы как очень тонкая трубка с текущей внутри жидкостью.

В статье в ACS Nano исследователи из Германии, Великобритании и США описывают микрочип размером с почтовую марку, составленный из тысяч прозрачных трубок, в которые можно было загнать раковые клетки и с помощью микроскопа наблюдать за их делением.

Хотя опухолевые клетки сами по себе ненормальные, чтобы выжить, им нужно нормально делиться. Это значит, что наследственный материал, то есть хромосомы, должен распределяться, как надо, по одной копии каждой клетке; деление должно быть симметричным, и внутриклеточные органеллы (митохондрии и др.) должны достаться как одной, так и другой дочерней клетке.

Однако в стеснённых (в буквальном смысле) обстоятельствах начинаются проблемы: во-первых, времени на деление уходит больше, во-вторых, само деление происходит несимметрично, так что у одной из новых клеток хромосом оказывается больше, а у другой меньше; то же самое относится и к органеллам. По словам авторов, у клеток нарушается работа так называемого митотического веретена – сложной белковой структуры, отвечающей за распределение генетического материала при делении;  нарушается структура ядерной мембраны, что также влияет на расхождение хромосом при делении.

Избыток или недостаток генетической информации может погубить даже раковые клетки, поэтому, очевидно, у них на такой случай должен был появиться какой-то защитный механизм. Исследователи заметили, что у делящихся в тесных трубках клеток на клеточной мембране появляются пузыреобразные выпячивания, и что с такими пузырями деление происходит более организованно и более симметрично.

Если же клеткам запрещали формировать пузыри, то все аномалии деления, обусловленные экстремальными обстоятельствами, проявлялись в полной мере. Что за молекулярные механизмы тут работают, пока неизвестно, однако, если бы удалось найти способ подавлять такое пузыреобразование, это помогло бы уменьшить шансы метастазных клеток на успех – их геном бы просто необратимо выходил из строя во время путешествия по тончайшим капиллярам. (Впрочем, стоит заметить, что в настоящих кровеносных сосудах, погружённых в толщу живой ткани, дела могут обстоять несколько иначе, чем на микрочипе с микротрубками.)

Напоследок заметим, что не только раковые клетки страдают от тесноты – так, совсем недавно мы писали о том, что разные блуждающие клетки, в том числе и иммунные, ползая по тесным межклеточным ходам в тканях нашего тела, вынуждены постоянно латать дыры в мембранах своих ядер и заделывать разрывы в ДНК.

По материалам ScienceNews.