Раковые клетки лучше выживают при недостатке кислорода
Человеческий организм избавляется от клеток, в ДНК которых накопилось слишком много случайных мутаций, с помощью программируемой клеточной гибели — апоптоза. Этот процесс запускают специальные проапоптотические белки, которые образуют отверстия (поры) в оболочке митохондрий клетки. Через такие поры из митохондрий в цитоплазму выходит белок цитохром с. Он формирует комплекс с другими белками и активирует ферменты, которые и убивают клетку.
С помощью этого естественного процесса самоуничтожения можно бороться с раковыми клетками, если заставить их убивать самих себя. Однако ученые установили, что большинство опухолей развивается в условиях гипоксии, то есть в местах, в которые из-за недостаточного кровоснабжения поступает мало кислорода. Из-за недостатка кислорода нарушаются процессы окислительных реакций и выработки энергии в митохондриях. Кроме того, если кислорода недостаточно, митохондрии становятся устойчивыми к белкам, которые создают в них поры, а значит, апоптоз не происходит. Но до сих пор не было понятно, какой именно механизм помогает раковым клеткам избегать самоуничтожения при гипоксии, поэтому научная группа из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова с коллегами из Каролинского института (Стокгольм) при поддержке гранта РНФ провела исследование, чтобы ответить на этот вопрос.
Биологи смоделировали условия гипоксии для клеток опухолей кишечника и легких. Эксперимент показал, что это вызвало уменьшение количества белков, которые обычно создают поры в митохондриях. Поэтому их оболочки оставались целыми, и цитохром с не мог попасть в цитоплазму и вызвать апоптоз. Оказалось, что при гипоксии в клетках не работает белок-регулятор р53, который обеспечивает экспрессию белков семейства Bcl-2. Для того, чтобы вернуть опухоль на путь программируемой смерти, нужно искусственно — например, с помощью лекарств — активировать р53.
Недостаток кислорода нарушает процесс синтеза белков, которые в нормальных условиях убивают опухоль.