Раковые клетки могут приобретать генерирующие энергию структуры, называемые митохондриями, из близлежащих нервных клеток, что, по-видимому, способствует их распространению. Это открытие может привести к появлению новых методов лечения.
Нервная клетка (окрашена в зеленый цвет), растущая среди культуры раковых клеток. Саймон Греле и Густаво Айяла
Раковые клетки крадут части нервных клеток, вырабатывающие энергию, чтобы обеспечить свое распространение в отдаленные места. Это открытие может улучшить методы лечения самых смертоносных опухолей.
«Это первый случай, когда митохондриальный обмен был продемонстрирован от нервов к раковым клеткам», — говорит Элизабет Репаски из Roswell Park Comprehensive Cancer Center в Буффало, штат Нью-Йорк, которая не принимала участия в исследовании. «Это важный следующий шаг в нейробиологии рака, области, которая бурно развивается».
Мы уже знали, что нервные клетки, или нейроны, внутри и вокруг опухолей производят белки и электрические сигналы, которые помогают раку расти и распространяться. «Рак с более высокой плотностью нервов связан с худшим прогнозом», — говорит Саймон Греле из Университета Южной Алабамы.
Предыдущие исследования также показали, что клетки рака мозга могут приобретать митохондрии — структуры, генерирующие энергию — из ненейрональных клеток мозга. Но было неизвестно, могут ли опухолевые клетки забирать митохондрии из нервных клеток, говорит Греле.
Чтобы выяснить это, он и его коллеги генетически модифицировали клетки рака молочной железы у мышей, чтобы они содержали красную флуоресцентную молекулу, и смешали их с нервными клетками мышей, содержащими митохондрии, помеченные зеленым пигментом, в лабораторной чашке. Визуализируя клетки, они обнаружили, что раковые клетки крадут митохондрии у нервных клеток в течение нескольких часов.
«Раковые клетки удлиняют свою мембрану, поэтому они крадут, выкачивают митохондрии из нейронов», — говорит Греле. «Это как поезд митохондрий, который проходит через очень маленькую структуру, по одной за раз входя в раковую клетку», — говорит он.
Чтобы проверить, происходит ли это в организме, исследователи ввели красные клетки рака молочной железы в соски самок мышей, чтобы сформировать опухоли. Они также генетически модифицировали нервы вокруг опухолей, чтобы они переносили зеленые митохондрии. Примерно через месяц 2 процента раковых клеток в этих опухолях приобрели митохондрии из нейронов.
Напротив, 14 процентов опухолевых клеток, которые распространились на мозг, несли митохондрии, полученные из нервов, что говорит о том, что раковые клетки с митохондриями, полученными из нервов, распространялись гораздо лучше, чем те, у которых их не было. Дальнейшие эксперименты показывают, что это связано с тем, что клетки с украденными митохондриями лучше выдерживают физические и химические нагрузки, с которыми они сталкиваются в кровотоке.
«Существует множество препятствий для раковой клетки, которая пытается распространиться», — говорит Репаски. «Им нужно вырваться из первичной опухоли, преодолеть барьеры кровеносных сосудов, выйти из крови, а затем получить достаточно кислорода и питательных веществ во вторичном месте — большинство из них этого не делает», — говорит она. «Кража митохондрий, похоже, позволяет раковым клеткам лучше переносить эту полосу препятствий», — говорит она.
Чтобы выяснить, происходит ли это у людей, исследователи проанализировали образцы опухолей восьми женщин с раком груди, который распространился на отдаленные участки тела. Они обнаружили, что опухолевые клетки из других частей тела имели в среднем на 17 процентов больше митохондрий по сравнению с клетками в груди, что позволяет предположить, что этот процесс действительно происходит у пациентов, говорит Греле.
Более того, команда проанализировала образец опухоли простаты человека и обнаружила, что раковые клетки, расположенные ближе к нервам, содержат значительно больше митохондрий, чем те, что находятся дальше. «Мы думаем, что это будет универсальный механизм, который будут использовать все виды опухолей», — говорит член команды Густаво Айяла из Центра медицинских наук Техасского университета в Хьюстоне.
Результаты показывают, что блокирование митохондриального переноса может уменьшить распространение самых смертоносных опухолей. «Я верю, что это будет возможно, по крайней мере, в отношении некоторых видов опухолей», — говорит Репаски. Айяла говорит, что исследователи планируют разработать препараты, которые смогут это сделать.
Природа DOI: 10.1038/s41586-025-09176-8
Источник: www.newscientist.com
