Раковые клетки используют необычный механизм для миграции в новые ткани и образования там метастазов. Тот же самый процесс, вероятно, также держит в напряжении некоторые иммунные клетки. Это результат недавнего исследования, проведенного Боннским университетом.
Согласно исследованию, количество определенных структур, центриолей, увеличивается. Это облегчает им сохранение своего направления и, таким образом, более быструю миграцию в лимфатические узлы , где они активируют другие иммунные клетки . Результаты были опубликованы в Journal of Cell Biology.
Как и полиция, иммунная система опирается на разделение труда. Прежде всего, это дендритные клетки . Они круглосуточно обыскивают ткани в поисках следов подозрительных злоумышленников, называемых антигенами. В случае успеха они устремляются к лимфатическим сосудам, а оттуда к дренирующим лимфатическим узлам. Там они представляют свои выводы мощной поисковой группе, Т-клеткам. Эти эндогенные войска теперь знают, с каким врагом сражаться.
Эта атака должна произойти до того, как захватчики нанесут серьезный ущерб или слишком сильно размножатся. Поэтому важно, чтобы дендритные клетки мигрировали как можно быстрее к брифингу в лимфатическом узле. «Мы обнаружили механизм, который помогает им в этом», — объясняет профессор, доктор Ева Кирмайер из Института LIMES (биологические и медицинские науки) Боннского университета. «Для этого они образуют больше определенных структур, называемых центросомами. Это помогает им дольше сохранять свое направление и, таким образом, быстрее достигать лимфатических сосудов».
Важная функция в делении клеток
Центросомы принадлежат к органеллам — это молекулярные комплексы, которые отвечают за определенные задачи в клетках, как и органы в организме. В норме в каждой клетке человека имеется ровно одна центросома . Незадолго до деления клетки она удваивается. Две копии мигрируют к противоположным полюсам клетки и натягивают между собой пучок волокон — микротрубочки.
С их помощью они раздвигают хромосомы (которые также удвоились) во время деления. Таким образом, каждая из полученных дочерних клеток получает полный набор генетического материала, а также одну из двух центросом.
«Однако центросомы также отвечают за организацию цитоскелета во время миграции клеток », — говорит Кирмайер, который был доставлен на Рейн из Нижней Австрии (IST Austria, Klosterneuburg) в 2017 году в рамках программы возвращения земли Северный Рейн-Вестфалия. «Под этим мы подразумеваем волокноподобные структурные белки , которые придают клетке форму и обеспечивают ее стабильность».
Цитоскелет также решает, где в клетке «спереди» и «сзади». А это, в свою очередь, влияет на направление его движения. «Теперь мы смогли показать, что дендритные клетки образуют несколько центросом, как только они вступают в контакт с антигеном», — говорит Анн-Кэтрин Вейер. Доктор философии студентка Института LIMES разделяет первое авторство публикации со своей коллегой Миркой Хомрич. Оба выполнили важные части экспериментов.
Оставайтесь на курсе дольше, чтобы быстрее добраться до места назначения
У дендритных клеток есть проблема: они не знают, где находится следующий лимфатический сосуд, по которому они могут добраться до лимфатического узла. В своих поисках они действуют по стратегии «проб и ошибок»: бегут в одном направлении ненадолго, а затем меняют его, если в процессе не встретили судно.
«Чем больше у них центросом, тем дольше они остаются на заданном курсе, прежде чем продолжить поиск в другом направлении», — говорит Мирка Хомрих. «Мы смогли показать в компьютерном моделировании , что это позволяет им находить лимфатические сосуды намного быстрее, чем обычно». При этом пролиферация центросом регулирует их выносливость как раз так, чтобы они не слишком упрямо придерживались своего направления. Это увеличивает риск того, что они сбиваются с пути и полностью теряются.
Выявленный в исследовании механизм был ранее совершенно неизвестен в здоровых клетках. Предполагалось, что раковые клетки используют его для образования метастазов. Однако размножившиеся центросомы не должны свободно распределяться внутри клеток. В противном случае они серьезно нарушили бы такие функции, как деление клеток . Таким образом, как в опухолевых, так и в дендритных клетках органеллы собираются в одном месте — они кластеризуются.
«Сейчас существуют агенты, которые нарушают это скопление центросом», — говорит Кирмайер, который также является членом Кластера передового опыта ImmunoSensation2 и Междисциплинарной исследовательской области «Жизнь и здоровье» в Боннском университете. «В результате раковые клетки больше не могут правильно делиться, а умирают».
Однако возможно и то, что эти вещества мешают работе иммунной системы — ведь центросомы и там кластеризуются. «Мы протестировали несколько таких агентов на клеточных культурах, — говорит она. «На самом деле мы нашли доказательства того, что они могут значительно снизить эффективность иммунной защиты». Если это будет подтверждено клиническими испытаниями , это будет плохой новостью, так как могут быть значительные побочные эффекты, если активные вещества будут использоваться в терапии рака.
