Ученые расшифровали, как клетки общаются между собой в опухолях

Большинство случаев немелкоклеточного рака легкого связаны со сверхэкспрессией провоспалительного липидного медиатора простагландина E₂ (PGE₂), который способствует росту опухоли. В новом исследовании ученые показали, что PGE₂ увеличивает экзосомальную секрецию микроРНК miR-574-5p в клетках рака легкого.

Все клетки в многоклеточном организме должны точно координировать свои действия для правильного функционирования организма. Это касается как здоровых тканей, так и опухолей. Связь между клетками осуществляется через прямой клеточный контакт или с помощью веществ-мессенджеров. Недавние исследования показали, что клетки испускают внеклеточные везикулы — экзосомы размером от 50 до 200 нанометров — в окружающую среду, которые играют ключевую роль в межклеточной коммуникации.

Долгое время эти везикулы не имели большого биологического значения. Предполагалось, что клетки использовали их для утилизации ненужных молекул. Однако сейчас известно, что эти «пузырьки» важны для регуляции различных физиологических процессов и заболеваний, например, рака.

В клеточной коммуникации микроРНК в экзосомах играет особенно важную роль. МикроРНК — это небольшие молекулы рибонуклеиновой кислоты, которые играют ключевую роль в регуляции экспрессии генов и синтеза клеточного белка.

Исследовательская группа, возглавляемая доктором Мейке Саулом с кафедры биологии Технического университета Дармштадта, изучает физиологические функции этих экзосомальных микроРНК и недавно добилась больших успехов в своих исследованиях рака легких. Этот вид рака один из самых распространенных в мире. Немелкоклеточный рак легкого является наиболее распространенным типом рака легкого и составляет около 80% всех случаев.

Известно, что большинство случаев НМРЛ связаны со сверхэкспрессией провоспалительного липидного медиатора простагландина E₂ (PGE₂), который активно способствует росту опухоли. Степень, в которой опухолевые и стимулирующие воспаление липидные медиаторы влияют на коммуникацию между клетками через экзосомы, до сих пор не исследовалась. В новом исследовании международная группа ученых впервые продемонстрировала, что PGE₂ увеличивает экзосомальную секрецию микроРНК miR-574-5p в клетках рака легкого.

Кроме того, ученые выяснили, что miR-574-5p, транспортируемая в экзосомах, активирует иммунный рецептор, который снижает уровень PGE₂. Эта функция в экзосомах отличается от функции внутриклеточной miR-574-5p, которая инициирует биосинтез PGE₂. Исследование показало, что комбинация внутриклеточной и экзосомальной miR-574-5p контролирует уровни PGE₂ через петлю обратной связи. Это значит, что новое открытие можно использовать, чтобы повлиять на рост опухоли.

Существуют различные подтипы немелкоклеточного рака легкого. Оказалось, что в одном из наиболее распространенных типов, аденокарциноме, экзосомальный miR-574-5p влияет на биосинтез PGE₂. Исследователи предполагают, что это связано с уникальным составом различных белков на поверхности экзосом.

В новой работе ученые впервые показали, что функция микроРНК внутри клетки может кардинально отличаться от ее функции в экзосоме. В зависимости от механизма захвата экзосомальная микроРНК может высвобождаться в разных местах внутри клетки. Это решающим образом влияет на функцию молекул рибонуклеиновой кислоты.

Недавно обнаруженная связь между miR-574-5p и PGE₂. открывает новые терапевтические возможности для лечения рака легких. «Результаты станут основой для разработки инновационных и индивидуализированных методов лечения, — объясняет Мейке Сауло с кафедры биологии Технического университета Дармштадта, который руководил исследованием. — Сочетание стандартных методов лечения рака с ингибиторами синтеза PGE₂ — очень многообещающая стратегия лечения».

Читать далее

В американской пустыне вылупились «живые ископаемые». Они спали десятки лет

Посмотрите на цифровое искусство, которое сделали на основе анализа книг Айзека Азимова

Брэнсон, Безос и Пересильд: зачем известные люди летят в космос и что они там делают