Нечем дышать: кислород влияет на агрессивность раковых опухолей

Нечем дышать: кислород влияет на агрессивность раковых опухолей

Ученые обнаружили новый механизм, который помогает раковым клеткам избегать гибели от лекарственных препаратов.

Недостаток кислорода, возникающий в условиях быстрорастущей опухоли, подавляет апоптоз — программируемую клеточную смерть.

Апоптоз — один из важнейших процессов, происходящих в живом организме. Другое его название — программируемая клеточная смерть, и именно это отличает апоптоз от другого типа клеточной гибели — нерегулируемого некроза, который сопровождается воспалительными процессами и может быть вредным и даже смертельным для организма. При апоптозе клетка распадается на фрагменты, которые поглощаются фагоцитами или другими клетками, при этом воспаления не происходит. Апоптоз помогает избавляться от дефектных и мутантных клеток, предотвращает распространение инфекции и участвует в формировании тканей. Согласно одной из теорий старения, апоптоз поддерживает молодость органов, очищая их от старых клеток, и с возрастом программируемая клеточная смерть начинает подавляться.

Нечем дышать: кислород влияет на агрессивность раковых опухолей

Клетки карциномы

Апоптоз помогает уничтожать и опухолевые клетки. Поэтому избегание апоптоза — одна из характерных особенностей растущих опухолевых тканей. Многие исследовательские коллективы уже наблюдали, что подавление программируемой клеточной смерти происходит в условиях гипоксии или кислородного дефицита. Быстрорастущие опухолевые клетки легко становятся гипоксичными из-за того, что кровеносная система просто не способна доставить к ним достаточно кислорода.

Из-за гипоксии подавляется митохондриальное окислительное фосфорилирование. Митохондрии обеспечивают процесс клеточного дыхания, а окислительное фосфорилирование, происходящее в них, задействует кислород, чтобы производить молекулы АТФ, обеспечивающие клетки энергией для важных химических реакций. В условиях гипоксии клетки адаптируются к низкому уровню кислорода за счет стабилизации индуцируемого гипоксией фактора (HIF).

HIF — это молекулы, которые реагируют на недостаток кислорода в клеточной среде, меняя экспрессию генов. Известно, что эти факторы связаны с резистентностью опухолей к терапии, образованию метастазов и низкой выживаемостью пациентов. HIF индуцирует гены, которые контролируют важные элементы биологии рака, включая ангиогенез (формирование новых кровеносных сосудов), выживаемость клеток, усвоение глюкозы и инвазию мигрирующих опухолевых клеток, приводящую к появлению новых очагов.

Нечем дышать: кислород влияет на агрессивность раковых опухолей

Окислительное фосфорилирование в митохондрияхВ частности, HIF стимулирует ключевые этапы гликолиза, основного пути усвоения клеткой глюкозы. Он катализирует первую реакцию гликолиза — фосфорилирование молекулы сахара. В результате происходит роковой метаболический сдвиг, который усиливает производство энергии в виде АТФ в обход митохондрий. Вместо того чтобы пируват (продукт расщепления сахара в ходе гликолиза) окислялся в митохондриях, он конвертируется в лактат. Кроме того, стабилизация транскрипционных факторов приводит к подавлению активности митохондрий, и заодно апоптоза, который запускают эти органеллы.

Другим важным регулятором клеточной гибели является фактор транскрипции p53. Он регулирует экспрессию различных способствующих апоптозу белков Bcl-2 и приводит к образованию пор во внешней мембране митохондрий, запуская тем самым ключевой митохондриальный апоптотический путь. Из митохондрий выходит важный белковый комплекс цитохрома с, который выходит в цитозоль клетки и формирует апоптосомы, запускающие каскад апоптозных реакций. Важную роль в увеличении проницаемости митохондриальной мембраны играют активные формы кислорода (АФК), которые образуются как побочные продукты окислительного фосфорилирования. Однако при подавлении митохондриальной активности генерация АФК также тормозится.

Интересный материал:  Apple выпустила iPhone в фиолетовом цвете

Во многих опухолях ген р53 либо мутирован, либо его экспрессия подавлена. Считается, что взаимодействие между HIF и белками семейства p53 может быть определяющим фактором прогрессирования рака. В то же время связь между гипоксией и подавлением p53 оставалась спорной.

***

Поскольку в опухолевых клетках p53 часто мутирован, попытки повысить его активность ни к чему не приведут. К счастью, в клетках предусмотрены независимые пути активации апоптоза, на которые можно повлиять препаратами. Например, таким средством является альфа-токоферол сукцинат, который преодолевает устойчивость к лечению клеток нейробластомы (детской разновидности рака мозга) в условиях гипоксии. Кроме того, свою роль могут сыграть и рибосомные белки, которые могут активировать механизмы остановки клеточного цикла или апоптоз.

Рак — очень сложное заболевание, которое способно избегать лекарственную терапию и развивать устойчивость к ней разными способами. Однако ученые не только с каждым разом лучше понимают механизмы возникновения этой устойчивости, но и обнаруживают все больше и больше уязвимых точек, которые позволяют сдерживать рак и повышать выживаемость пациентов. В любом случае чем раньше начато лечение, тем больше вероятность остановить рост опухоли.

Источник gagauznews.md

İlgili statyalar

Здоровое питание защищает от рака

Онкология — одна из самых распространенных причин смертности во всем мире. Конкурировать с ней могут лишь сердечно-сосудистые заболевания. Медики научились эффективно бороться с раком на ранних стадиях. Однако, в настоящий момент учеными выявлено более 100 видов онкологических заболеваний, многие из которых на ранних стадиях протекают практически бессимптомно, гораздо проще предупредить онкологию, а не надеяться на ее лечение. Эффективно противодействуют появлению рака следующие распространённые продукты: Чеснок показал эффективность против рака желудка, пищевода и других органов. Это объясняется также его бактерицидными свойствами — он способен воздействовать на инфекцию Helicobacter pylori, которая давно признана одним из факторов риска развития рака в желудке и…

Ученые нашли дофамину помощника по удовольствиям

Чтобы у нас была мотивация что-то делать, нам нужна награда, совсем не обязательно, чтобы это была награда от другого человека, к примеру, денежное вознаграждение. Даже если нам никто ничего не дает и не платит, мы получаем удовольствие от самого факта того, что выполнили задачу. А если выполнили ее хорошо, то к награде добавляется удовольствие от результата работы. Каждый вспомнит ситуацию, когда говорил себе — “какой я сегодня молодец, столько дел сделал” или “какое большое дело удалось сегодня сделать”. Наверняка вы помните и то чувство удовольствия, которое при этом испытывали. Так как нам приятно получать такое удовольствие, мы стремимся достичь цели,…

В Великобритании испытывают тест, который позволит выявить рак до появления первых симптомов

Национальная служба здравоохранения Великобритании объявила, что начинает полномасштабное испытание нового метода ранней диагностики более 50 разновидностей рака. Ожидается, что при помощи анализа крови можно будет установить наличие болезни до появления у человека первых симптомов, пишет NewsMaker со ссылкой на ВВС. В исследовании, которое продлится два года, примут участие 140 тыс. добровольцев в возрасте от 50 до 77 лет.  У них возьмут анализы крови, затем через год и через два года пригласят сдать повторные анализы. «Поиск технологий диагностики рака при помощи анализов крови ведется во всем мире, но до сих пор он находился на исследовательской стадии. Мы с партнерами приступаем к развернутому испытанию, самому…

Перенесенная коронавирусная инфекция может спровоцировать набор веса

Перенесенная коронавирусная инфекция вызывает снижение мышечной массы у ряда пациентов и может спровоцировать быстрый набор веса в период выздоровления. «Ковид характеризуется тем, что поражает много разных органов и систем, в том числе и мышцы. И есть такое состояние, как «постковидная саркопения» — из-за нее после ковида у человека снижается мышечная масса. Поэтому получается так, что человек, используя одни и те же мышцы, раньше тратил больше энергии, а сейчас этих мышц нет — следовательно, и энергии меньше уходит. Параллельно также идет изменение питания, увеличивается аппетит, и все это выливается в набор веса», — сообщил эндокринолог, член Европейского общества эндокринологии и Кокрановского…

Употребление алкоголя и табака в юности обвинили в ускорении старения артерий

Медики выяснили, что регулярное употребление алкоголя в возрасте от 17 до 24 лет резко ускоряет старение кровеносных сосудов, это увеличивает вероятность раннего развития атеросклероза и других кардиологических болезней. Особенно быстро артерии повреждаются у тех молодых людей, кто много пьет и курит. Эти изменения были в меньшей степени характерны для некурящей молодежи и бывших курильщиков, что говорит в пользу того, что от них можно избавиться, отказавшись от вредных привычек. Из-за старения организма постепенно снижается гибкость стенок артерий и других кровеносных сосудов. В результате может развиться гипертония, атеросклероз и другие кардиологические болезни. Наблюдения специалистов показывают, что неправильная диета и вредные привычки могут ускорить…


İnsannarın cuvapları: