Особливості ракових клітин

Дефектна мітохондріальна функція є причиною того, що клітини стають онкогенними

Відео: Чим ракові клітини відрізняються від здорових TED Ed

Головна особливість ракових клітин полягає в тому, що вони можуть ділитися багаторазово, а їх зростання необмежений. Вчені прийшли до висновку, що руйнування мітохондрій клітини може призвести до зростання пухлини. 8.07.2015 р Виявляється, енергетичні центри клітини - мітохондрії - можуть відігравати ключову роль в переході від нормального росту клітини до злоякісного. Вчені відзначають, що наявність дефектів в цитохромоксидази C може бать раннім біомаркерів для скринінгу раку.

Особливістю ракових клітин є те, що вони ігнорують правила, які дотримуються нормальні клітини. Вони можуть ділитися невпинно, вторгатися в віддалені тканини і вживати глюкозу в аномальних кількостях.

Отто Варбург про особливості ракових клітин

У 1924 році німецький біолог Отто Генріх Варбург прийшов до висновку, що ракові клітини використовують глюкозу в значно більш високих кількостях, ніж нормальні клітини. Цей же вчений зауважив, що в ракових льотках є дефекти в «гранах» - органелах, які зараз відомі як мітохондрії. Він припустив, що мітохондріальні дефекти призводять до проблем в процесі окисного фосфорилювання, за допомогою якого клітина виробляє енергію. Ці дефекти вносять вклад в те, що клітини стають раковими.

Перша частина гіпотези Варбурга показала, що більшість ракових пухлин показують високу залежність від глюкози в якості джерела енергії-вони виділяють велику кількість молочної кислоти. Але друга частина гіпотези вказувала на те, що дефектна мітохондріальна функція є причиною того, що клітини стають онкогенними.

Дефектні мітохондрії - ще одна особливість ракових клітин

Щоб переконатися, що друга частина гіпотези Варбурга була правильною, учені взяли клітинні лінії з скелета, нирки, молочної залози і стравоходу. Потім вчені використовували молекули РНК, щоб змусити замовкнути експресію деяких компонентів мітохондріальної цитохромоксидази C - критичного ферменту, який бере участь в окисного фосфорилювання. Цитохромоксидази C використовує кисень, щоб налаштувати трансмембранний потенціал, який потрібен для синтезу АТФ, молекули для виробництва енергії клітинами організму.

Біологи помітили, що порушення тільки одного білка субодиниці цитохромоксидази C призводить до серйозних змін в мітохондріях і в самих клітинах. Ці клітини показали всі особливості ракових клітин.

Ці особливості ракових клітин полягають в змінах в їх метаболізме- вони стають все більш залежними від глюкози, знижується синтез АТФ. Замість проведення окисного фосфорилювання, вони в значній мірі перейшли до реакції гліколізу, менш ефективного способу забезпечення АТФ, який є характерним для ракових клітин.

Відео: Що таке ракові клітини

Клітини втратили контактне гальмування і отримали підвищену здатність вторгатися в віддалені тканини - це характерні особливості ракових клітин. Коли їх вирощували в 3D середовищі (яка імітує природну середу, в якій пухлини ростуть в організмі), клітини з зруйнованими мітохондріями утворювали великі, довгоживучі колонії, схоже пухлин.

Дослідники також змусили «замовчати» субодиниці цитохромоксидази C в клітинних лініях раку грудей і раку стравоходу. Вчені виявили, що клітини стали ще більш інвазивними, посилюючи їх злоякісний потенціал.

Відео: РАКОВІ клітки УМИРАЮТЬ ПРОТЯГОМ 42 ДНІВ!

Нарешті, вчені подивилися на реальні пухлини у людини і виявили, що більшість не містять кисень ділянок, які характерні для пухлин, містять дефектні версії цитохромоксидази. Цей результат не може розповісти нам про те, що було причиною або наслідком пухлин, але ця система клітин ясно говорить, що мітохондріальна дисфункція є рушійною силою в канцерогенезі. Мабуть, дефектні мітохондрії - це ще одна особливість ракових клітин.

Дослідники відзначили, що порушення цитохромоксидази C впливає на мітохондрії таким чином, щоб активувати стрес сигнал до ядра, те саме що «SOS» оповіщення клітини, що щось негаразд. Вчені раніше помічали подібний активоване шлях в клітинах з збідненого мітохондріальної ДНК, що також пов`язано з раком.

Грунтуючись на цих висновках, вчені вивчили, чи може інгібування сигнального шляху цього мітохондріального стресу бути стратегією для запобігання прогресування раку. Вчені націлилися на сигнальний шлях, розвиваючи багато невеликих молекул і антитіл. Якщо блокувати сигналізацію, то ракові клітини можуть просто померти. Крім того, вчені відзначили, що визначення наявності дефектів в цитохромоксидази C може бути биомаркером для скринінгу раку. Джерело: Університет Пенсільванії.