|
Некоторые из наших клеток сопротивляются смерти
|
|
|
|
Когда большинство клеток умирает, они незаметно осознают свою смертность. Другие превращаются в зомби. Ферменты, известные как каспазы, - это мрачные жнецы, которые приходят за клетками на их последнем издыхании. Эти протеазы, ферменты, которые разрушают пептидные связи путем гидролиза, часто называют палачами и являются катализаторами, запускающими процесс апоптоза, или запрограммированной гибели клеток. Именно так они расщепляют белки умирающей клетки. Затем эти белки повторно используются для поддержания функций живых клеток. Каспазы запускаются с помощью определенных путей клеточной гибели и переносят клетки, которые слишком сильно пострадали — от патогенов или молекулярных повреждений — в загробный мир.
|
|
|
|
Что почти превращает каспазы в научно-фантастический хоррор, так это то, что они действительно могут вызывать зомбирование клеток, находящихся на грани смерти. Клетка, находящаяся в состоянии упадка, сначала подает сигнал каспазе-инициатору, чтобы она могла начать собственное самоуничтожение, а инициатор активирует эффекторные каспазы, которые расщепляют ее белки. Это не всегда так просто. В течение последних пятидесяти лет ученые задавались вопросом, почему каспазы заставляют некоторые клетки, находящиеся на грани апоптоза, восстанавливать поврежденные ткани и даже повышать сопротивляемость организма. Эти клетки начинают переходить в режим самоуничтожения, но при неожиданном повороте событий они превращаются в нежить.
|
|
|
|
|
|
|
В своей лаборатории в отделе молекулярной генетики Научного института Вейцмана в Израиле молекулярные генетики Эли Арама, Цлил Браун и их команда исследователей наконец-то выяснили, как могут выживать клетки, запрограммированные на смерть. Ранее команда ученых экспериментировала с личинками плодовой мушки, подвергая их воздействию ионизирующего излучения, которое должно было привести к летальному исходу на клеточном уровне. С помощью усовершенствованных технологий, которые позволили бы им глубже понять ситуацию, они недавно повторили этот эксперимент, используя датчик, который идентифицировал клетки-зомби. Именно так они выяснили, почему не все клетки на эпителиальном, или наружном, уровне ткани погибли.
|
|
|
|
“Мы идентифицировали две популяции эпителиальных клеток, устойчивых к апоптозу, которые опосредуют регенерацию после ионизирующего излучения: клетки, активирующие Dronc (DARE) и неактивирующие NARE (NARE)”, - сообщили Арама и Браун в исследовании, недавно опубликованном в Nature Communications. “Активность Dronc в клетках DARE, независимая от Dark и эффекторных каспаз, стимулирует регенерацию как автономно от клеток, так и вне их”.
|
|
|
|
Среди семи каспаз, кодируемых геномом плодовой мушки (Drosophila melanogaster), есть инициатор Dronc и эффекторы Drice и Dcp-1, которые активируются темным белком и разрушают клетки после подачи сигнала Dronc. Живые клетки ингибируют каспазы, но когда они готовы погибнуть, это происходит с помощью белков семейства Reaper с соответствующим названием, которые связываются с ингибитором и инициируют апоптоз. Были клетки, которые не только избегали воздействия облучения, но и восстанавливали поврежденные ткани и размножались настолько, что могли пополнить почти половину тканей, которые невозможно было спасти. Это и есть феномен компенсаторной пролиферации.
|
|
|
|
Клетками, стоящими за этим воскрешением в стиле Франкенштейна, были DARE (эпителиальные клетки, устойчивые к радиационно-индуцированному апоптозу, активируемые Dronc) и NARE (эпителиальные клетки, устойчивые к радиационно-индуцированному апоптозу, не активируемые Dronc). Несмотря на то, что в этих клетках был включен сигнал для активации каспазы-инициатора, даже радиационная бомбардировка не смогла их уничтожить. Арама считает, что это стало возможным благодаря белку, который не позволял каспазе-инициатору активировать "палачей", прикрепляясь к клеточной мембране. При отключении этого белка клетки DARE погибали, и ткани не могли так же легко регенерировать.
|
|
|
|
Клетки DARE и NARE нуждаются друг в друге для эффективного функционирования. Клетки DARE выделяют сигналы роста, которые дают клеткам NARE преимущество, в то время как сигналы от клеток NARE способствуют гомеостазу, препятствуя бесконтрольному размножению клеток DARE. Клетки DARE также предотвращают чрезмерное размножение клеток NARE. Предотвращение гибели клеток на самом деле может быть вредным, когда это происходит при раковых опухолях, что дает им возможность противостоять лучевой терапии. Прояснение того, как работают клетки DARE и NARE, - это прорыв, который потенциально может быть использован для разработки методов лечения резистентных видов рака, которые в противном случае продолжали бы распространяться.
|
|
|
|
“Учитывая, что большинство современных противоопухолевых методов лечения... вызывают апоптотическую гибель клеток и что примерно две трети онкологических больных получают лучевую терапию, понимание того, как определенные клетки сопротивляются радиационно-индуцированному апоптозу и впоследствии размножаются, имеет решающее значение”, - говорят исследователи. - Такие выводы могли бы улучшить наше понимание рецидива рака после лечения и послужить руководством для разработки более целенаправленных и эффективных терапевтических стратегий”.
|
|
|
|
Источник
|
