Извержение ядра: как опухолевые клетки становятся сильнее?
20 ноября 2024, 06:30
Видео на конкурс "Био/Мол/Текст": Недавно ученые из США обнаружили, что опухолевые клетки, как и нейтрофилы, способны секретировать содержимое своего ядра во внеклеточное пространство. Этот феномен приводит к возникновению более агрессивного фенотипа опухолевых клеток, в результате чего они становятся химиорезистентными. Понимание деталей такого механизма поможет более тонко воздействовать на компоненты ядерного излияния и контролировать прогрессию опухоли.

Конкурс "Био/Мол/Текст"-2024/2025

Эта работа опубликована в номинации "Наглядно о ненаглядном" конкурса "Био/Мол/Текст"-2024/2025.

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.

"Книжный" спонсор конкурса — "Альпина нон-фикшн"

Извержение ядра.

YouTube

Список сокращений:

ДНК —
дезоксирибонуклеиновая кислота
ERK1/2 —
( extracellular signal-regulated kinases) — сигнальный путь митоген-активируемых киназ
H3 —
гистон H3
HMGB —
( high-mobility group-binding proteins) — белок-лиганд RAGE-рецептора
NEPs —
( nuclear expulsion products) — компоненты излияния ядра
NETs —
( neutrophil extracellular traps) — внеклеточные ловушки нейтрофилов
MAPK —
( mitogen activated protein kinase) — митоген-активируемая протеинкиназа
MAPKK —
( mitogen-activated protein kinase kinase) — киназа митоген-активируемой протеинкиназы
P53 —
опухолевый супрессор, белок сигналинга апоптоза
PADI4 —
( protein-arginine deiminase type-4) — аргинин-дезаминаза
RAF —
( rapid accelerationd fibrosarcoma) — киназа ERK1/2 пути
RAGE —
( Receptor for Advanced Glycation Endproducts) — рецепторы-активаторы пролиферации и метастазирования
S100А4 —
( S100 Calcium Binding Protein A4) — кальций-связывающий лиганд RAGE-рецептора

В нашем организме есть иммунные клетки, которые стоят на первой линии защиты от патогенов — нейтрофилы [1]. Известно, что у них существует механизм клеточной гибели, при котором они выбрасывают нити собственной ДНК [2]. В результате этого сети ДНК нейтрофилов действуют как ловушка для паразитов. Этот механизм имеет название нетоз [3].

Недавно ученые из США показали, что такой феномен наблюдается и у некоторых видов опухолевых клеток, например, у клеток рака легких, груди и мочевого пузыря [4]. Под действием апоптоза [5] в опухолевых клетках активируется фермент PADI4, который и приводит к дезаминированию остатков аргинина с преобразованием их в цитруллин в молекулах гистона (гистоны — это ядерные белки, учасвтсвующие в упаковке молекул ДНК). В результате цитруллинирования гистон H3 теряет положительный заряд, а хроматин становится менее конденсированным. Данное событие приводит к излиянию ядра и его компонентов из клетки. При этом к ДНК присоединяются белки-лиганды рецепторов RAGE, активирующих сигнальные каскады пролиферации и метастазирования [6]. Такое ядро действует как мессенджер между погибающими и делящимися опухолевыми клетками, делая последние более агрессивными [7]. В данном 3D-аниматике проиллюстрированы детали феномена излияния ядра, который лежит в основе коммуникации опухолевых клеток.

Это открытие позволит пролить свет на новые аспекты межклеточной коммуникации, которая приводит к возникновению более злокачественного опухолевого фенотипа и устойчивости опухолей к химиотерапии [8].

Литература

  1. Иммунитет: борьба с чужими и… своими;
  2. Hawa Racine Thiam, Siu Ling Wong, Denisa D. Wagner, Clare M. Waterman. (2020). Cellular Mechanisms of NETosis. Annu. Rev. Cell Dev. Biol.. 36, 191-218;
  3. NETs: почему ДНК помогает болезни и как очистить кровь от опасного мусора;
  4. Woo-Yong Park, Justin M. Gray, Ronald J. Holewinski, Thorkell Andresson, Jae Young So, et. al.. (2023). Apoptosis-induced nuclear expulsion in tumor cells drives S100a4-mediated metastatic outgrowth through the RAGE pathway. Nat Cancer. 4, 419-435;
  5. Апоптоз, или Путь самурая;
  6. Метастазирование опухолей;
  7. Agnieszka Dominiak, Beata Chełstowska, Wioletta Olejarz, Grażyna Nowicka. (2020). Communication in the Cancer Microenvironment as a Target for Therapeutic Interventions. Cancers. 12, 1232;
  8. Ты не пройдешь: в поисках идеальной системы для доклинического тестирования противоопухолевых препаратов.

biomolecula.ru
© ФГУП «ГосНИИПП», 1989-2024