Клеточный каннибализм рассмотрели в деталях

Раковые клетки едят друг друга в несколько стадий.

У клеток нашего тела есть масса способов умереть. Речь тут идет не о гибели в результате механического повреждения или когда тебя изнутри просто съели бактерии, а программируемом суициде.

Программы распланированного самоубийства важны для всего организма в целом: во-первых, в некоторых клетках по мере развития просто отпадает нужда и они уходят со сцены, некоторые просто стареют и должны уступить дорогу более молодым. Бывает, что клетка получает много генетических повреждений, и чтобы мутантная клетка не причинила вреда другим клеткам вокруг нее, она должна своевременно умереть. Чаще всего мы здесь слышим про апоптоз – программу клеточного самоубийства, которая запускается как раз в случае сильных повреждений в ДНК.

Но апоптоз, повторим, лишь одна из таких программ. Около десяти лет назад их список пополнился феноменом, который назвали энтоз. Это, грубо говоря, клеточный каннибализм, когда одна клетка поглощает другую, однако с одной важной особенностью – это каннибализм по обоюдному согласию. От более привычной ситуации, когда одна клетка поедает другую, энтоз отличается целым рядом молекулярно-клеточных признаков; перечислять мы их не будем, скажем лишь, что при энтозе одна клетка в буквальном смысле вползает в другую.

Принимающая клетка, со своей стороны, окружает «гостя» собственной мембраной, так что в итоге поглощенная клетка оказывается в пузырьке – так называемой энтотической вакуоли. Затем события могут развиваться по-разному. Иногда «гость», посидев какое-то время внутри, беспрепятственно уходит. Но чаще к нему в вакуоль приходят другие мембранные пузырьки – лизосомы, содержащие пищеварительные ферменты. При этом в самой поглощенной клетке тоже активируются разные процессы, направленные на ее разрушение.

Особый интерес к энтозу связан с тем, что он, по-видимому, играет большую роль в развитии злокачественных опухолей, хотя роль его тут пока что представляется двойственной. Известно, что опухолевые клетки склонны к энтозу как здоровых клеток, так и собственных злокачественных «коллег». И с одной стороны, есть данные, что из-за энтоза раковые опухоли растут медленнее и реже формируют метастазы. С другой стороны, из-за энтоза в раковых клетках возникают новые мутации, которые способствуют развитию опухоли; кроме того, получая питательные вещества от съеденных клеток, раковые клетки лучше растут и делятся.

В то же время в самом энтозе еще много неясного, поэтому столь важными кажутся результаты, полученные исследователями из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Экспериментируя с двумя разновидностями раковых клеток, Анастасия Гаранина, Галина Онищенко и их коллеги описали пять стадий энтоза. Если опустить некоторые подробности, то все выглядит следующим образом: после того, как одна клетка вошла в другую, «внутренняя» клетка какое-то время остается почти такого же размера, как обычно, приобретает округлую форму, и ее мембрана находится в тесном контакте с мембранной стенкой вакуоли.

Затем начинается вторая стадия: «внутренняя» клетка съеживается, и на ее мембране появляются внешние выросты. На следующей стадии клетка продолжает съеживаться и утрачивает правильную форму, в ней появляются многочисленные мембранные пузырьки; также правильную форму утрачивает ядро, в котором проявляется плотно упакованная ДНК.

На четвертой стадии все это продолжается еще быстрее, происходят некоторые дополнительные изменения в строении клетки и ее ядра, и, наконец, на пятой стадии поглощенная клетка на клетку уже мало похожа – она целиком заполнена мембранными пузырьками, а вся ДНК пребывает в нерабочем состоянии, очень плотно связанная со специальными белками.

По мере энтоза в поглощенной клетке постепенно исчезают многие органеллы (кроме многочисленных пузырьков-вакуолей, о которых было сказано выше), однако, как говорится в статье в Scientific Reports, для того чтобы каннибализм по обоюдному согласию состоялся, нужны некоторые важные внутриклеточные структуры. Так, если у клеток разрушали аппарат Гольджи (в котором происходит модификация белков и их подготовка к выходу из клетки) и если разрушали цитоскелет, то клетка не могла влезть в другую, хотя более поздним стадиям энтоза исчезновение вышеупомянутых структур не мешало.

Кроме того, авторам работы удалось впервые показать, что к энтозу способны не только те клетки, что свободно плавают в питательной среде, но и те, которые прикреплены к субстрату и растут тесной колонией. Это особенно важно, если вспомнить, что опухолевые клетки как раз такими тесными колониями и растут. Чем больше мы будем знать о стадиях энтоза (которых до сегодняшнего дня никто не видел), тем лучше поймем, как им управлять, и, возможно, с помощью такого каннибализма мы сможем уничтожать раковые клетки, устойчивые к лекарствам и потому нечувствительные к другим программам клеточной гибели.