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
212

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…

Итальянские исследователи нашли решение для блокировки проникновения вируса SARS-CoV-2

Итальянские исследователи утверждают, что нашли способ блокировать вход SARS-CoV-2 в организм. Новая техника, которую они недавно запатентовали, блокирует «входные ворота» вируса в клетки. Этот способ сможет содействовать замедлению распространение вируса в организме и предотвратить серьезные формы заболевания. Итальянские ученые работают над усовершенствованием этого метода, чтобы получить новый тип лекарства в дополнение к вакцинам и моноклональным антителам. По их оценкам, первые препараты могут быть готовы примерно через два года. Исследователи предлагают переключить внимание с характеристик вируса и белка Spike на то, как вирус достигает клеток, а именно до рецептора Ace2, чтобы новые варианты, которые могут появиться, можно было заблокировать. Отправной точкой…

Что с нами будет? Военная пьеса

Действие происходит на континенте Европа, на планете Земля. Действующие лица: Зоссия — семья, которая держит своих детей в клетках. Кралина — соседка Зоссии, которая воспитала своих детей свободными. Молда — соседка Кралины; предпочитает свободу, но у нее во дворе загон с людьми Зоссии. ЛЕС — группа свободных семей и соседей Молды и Кралины. Этим людям живется хорошо, и они не хотят проблем. Тано — телохранитель семей ЛЕС; у него есть орлы, но он держит их в клетках. сОН — общий фестиваль вышеперечисленных, на котором Зоссия сидит, закинув ноги на стол. У Зоссии самое большое хозяйство. И у нее большая семья,…

Что происходит с мозгом умирающего человека?

Он вспоминает прошлое и видит сны. Это было впервые задокументировано официально. Исследователи впервые зафиксировали активность мозга умирающего человека и обнаружили паттерны мозговых волн, связанные со сновидениями и воспоминаниями. «Вся моя жизнь пронеслась перед моими глазами» – это фраза, которую мы часто слышим от людей, которые были на грани смерти или даже пережили клиническую смерть. И в этой фразе есть доля правды!  Исследование ученых не проводилось специально для измерения активности мозга во время смерти – оно произошло случайно. Медики вели непрерывный контроль за мозговыми волнами 87-летнего пациента с эпилепсией, используя ЭЭГ, чтобы следить за приступами. Однако во время лечения у больного…

Правда ли, что спорт влияет на наше сознание?

Физические нагрузки нужны не только телу — движение помогает управлять эмоциями, поднимает настроение и защищает от депрессии. Выясняем, как с помощью простых техник поддерживать отличное настроение. Человеческое тело запрограммировано получать удовольствие от движения. Это природный механизм, который помогал нашим предкам выживать и справляться с тяжелой работой. Упражнения провоцируют выделение «гормонов радости» — эндорфинов, серотонина и дофамина. Так мозг поддерживает тело во время физической активности. Поэтому когда мы расстроены, грустим или злимся, упражнения помогают нам быстро прийти в норму. Лучше всего с негативными эмоциями справляются аэробные нагрузки и йога. Есть и «экспресс-метод» — упражнения, которые за пять минут возвращают улыбку. Ученые…