Саботаж? Митоходриите неволно защитават раковите клетки от химиотерапия

Химиотерапията е мощно оръжие в борбата с рака. Но тя не винаги дава желаните резултати. В търсене причините за това, учените от Института за биологически изследвания Солк ( Salk Institute for Biological Studies) се заели с изучаването на някои клетъчни процеси, за които предполагали, че оказват негативно въздействие. Като резултата те разкрили нов механизъм, който може да подобри ефективността на химиотерапията.

Отначало екипът от учени под ръководството на Джералд Шедел (Gerald Shadel) изследвал ролята на митохондриите в ефективността на химиотерапията. По принцип митоходриите се явяват своеобразни клетъчни електростанции.

Изследователите открили, че чрез тях могат да бъдат получени първите сигнали-предупреждения за това, че в организма протичат не съвсем правилни процеси. Митохондриите пускат молекулярни сигнали за тревога, когато клетките са подложени на стресово въздействие или особени химически вещества.

Основната молекула на ДНК е опакована вътре в ядрото на клетката, а митоходриите имат свой неголям набор ДНК, известен като митохондриална ДНК (мтДНК). Митохондриалната ДНК се предава по майчина линия, като повечето клетки съдържат огромно количество митохондрии.

В момента, в който човек е подложен на стрес, атака от вируси или химически вещества (например, химиотерапевтични препарати) митохондриите моментално реагират.

„Митохондриите действат като първа защитна линия при възникване на опасност за ДНК. Те казват на останалата част от клетката „Хей, нас ни атакуват, ти трябва да защитиш себе си.“ обяснява Шедел.

Митохондриите освобождават своята повредена мтДНК и провокират имунен отговор, позволяващ справяне с появилата се опасност. Клетките реагират на неправилно опакованата мтДНК, така както биха реагирали на нападащ вирус.

Когато това се случва, във „военните действия“ се включва комбинация от гени, наречени интерферон –стимулирани гени (ISGs) . Процесите, които след това се развиват трябва да защитят ДНК , намираща се в ядрото на клетката.

За съжаление, аналогичен процес протича и в случаите на въздействие на химиотерапевтическите препарати, нацелени на ДНК вътре в раковите клетки, констатирали учените.

Изследователите наблюдавали появата на подобни „заслони“ при работата на ракови клетки, отгледани в изкуствени условия и в организма на мишки. Във втория случай голямата активност на ISGs довело до силна устойчивост към химиотерапевтичния препарат доксорубицин.

Изследването показало, че препаратът предизвиква повреждане и освобождаване на мтДНК, което от своя страна активира ISGs. Всичко това води до повишаване устойчивостта на раковото образувание към химиотерапията.

По мнението на учените, в повечето случаи такава особеност в работата на митохондриите действа като защита на организма, защото защитава здравите клетки. Но така или иначе тази функция може да намали ефективността на химиотерапията. Впрочем, разбирането на този процес отваря път към нови методи за лечение, смятат учените.

„Ако се предотврати повреждането на митохондриалната ДНК и нейното освобождаване по време на лечението, то може да се предотврати тази форма на устойчивост към химиотерапията“ – добавя Шедел.

В момента той и екипът му работят над следващи изследвания, даващи по-пълна представа за протичащите процеси.

Научна статия с резултатите от изследването е публикувана в изданието Nature Metabolism.