По мнению международной группы исследователей, устойчивость некоторых видов рака к убивающим клетки эффектам лучевой терапии может быть связана с аномалиями в митохондриях – клеточных структурах, ответственных за выработку энергии. Их выводы опубликованы в ноябре. 25 выпуск Developmental Cell.
Максим Фролов, доцент кафедры биохимии и молекулярной генетики Иллинойского университета в Чикаго, и его коллеги исследовали эффекты мутации в гене E2F, который контролирует другие гены, ответственные за запуск запрограммированной гибели клеток, нормальную функцию для большинства клеток. Клетки подвергаются запрограммированной гибели клеток – или апоптозу – когда они больше не нужны, как нормальная часть старения или в ответ на факторы окружающей среды, такие как радиация, которые повреждают клеточную ДНК.
Когда Фролов и его коллеги подвергли воздействию радиации плодовых мух, несущих мутантный ген E2F, гены, инициирующие апоптоз, были активированы, но мухи не погибли.
"Что-то еще мешало мухам умирать, хотя гены, необходимые для гибели клеток, были включены," Фролов сказал.
При более внимательном рассмотрении клеток мух выяснилось, что их митохондрии деформированы и производят меньше энергии, чем нормальные митохондрии. Мухи с наиболее сильно поврежденными митохондриями оказались наиболее устойчивыми к радиационно-индуцированной гибели клеток.
Наблюдения на плодовых мушках предполагают ранее неизвестную роль фактора транскрипции E2F – белка, кодируемого E2F, который регулирует экспрессию других генов – в функции митохондрий.
"Похоже, их митохондрии также пострадали от мутации E2F и не функционировали в полную силу," сказал Фролов. "Вам нужны правильно функционирующие митохондрии, чтобы осуществить запрограммированную гибель клеток."
Обращаясь к человеческим клеткам, исследователи обнаружили те же эффекты: те, в которых отсутствовал ген E2F, были устойчивы к воздействию радиации. Фролов сказал, что сходство результатов показывает, что основные клеточные функции не сильно меняются на огромном эволюционном расстоянии между дрозофилами и людьми.
"Этот результат подчеркивает значительную степень сохранности между плодовыми мушками и людьми и иллюстрирует преимущества использования модельных организмов в исследованиях рака," – сказал Фролов, лаборатория которого входит в состав Онкологического центра UIC.
Фролов и его коллеги считают, что дисфункциональные митохондрии могут лежать в основе различий в реакции пациентов на лучевую терапию. Предыдущие исследования показали, что неспособность митохондрий некоторых пациентов поддерживать апоптоз может объяснять различия в их реакции на химиотерапию при остром миелогенном лейкозе.
"Если бы мы могли разработать низкомолекулярный препарат, который мог бы улучшить функцию митохондрий у этих пациентов, мы могли бы повысить эффективность лучевой терапии," Фролов сказал.