По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2022 году только в мире рак был диагностирован у более чем 20 миллионов человек, из которых почти 10 миллионов скончались от этой болезни. Однако, несмотря на масштабы распространения рака, ответ на более эффективные методы лечения может находиться в самой основе заболевания — в микроскопической клетке.
Научный сотрудник лаборатории Леле Самер Заде и его коллега с факультета химической инженерии Тинг-Чинг Ван представили результаты исследования, которое проливает свет на механизмы прогрессирования рака. Их работа была опубликована в журнале Nature Communications.
Исследование сосредоточено на влиянии механического уплотнения окружающей среды опухолевых клеток на структуру и функцию ядра.
«Рак остается сложным заболеванием для лечения. Молекулярные механизмы, способствующие его прогрессированию, до сих пор недостаточно изучены», — отметил доцент Техасского университета A&M Танмей Леле. «Наши результаты показывают, как уплотнение опухолевой ткани способствует пролиферации опухолевых клеток».
В своей работе ученые выяснили, что когда клетка сталкивается с жесткой средой, ядерная пластинка становится более натянутой и разглаживается. Это приводит к перемещению да-ассоциированного белка (YAP) в ядро клетки.
«Способность жестких матриц влиять на напряжение ядра и регулировать локализацию YAP может объяснить, как опухоли становятся более агрессивными и устойчивыми к лечению в жестких тканях», — сказал Заде.
Эти результаты основаны на предыдущих открытиях Леле, который обнаружил, что ядро клетки ведет себя как капля жидкости. В новом исследовании было установлено, что белок ядерной пластинки, ламин A/C, помогает поддерживать поверхностное натяжение ядра. Снижение уровня этого белка уменьшает локализацию YAP и, как следствие, снижает быструю пролиферацию клеток.
«Белок ламин A/C играет ключевую роль в этом процессе. Его уменьшение делает клетки менее чувствительными к жесткости окружающей среды, что особенно влияет на локализацию YAP», — объяснил Заде.
Несмотря на сложность и специализацию исследования, Заде и Леле уверены, что их открытия могут стать основой для разработки новых методов лечения рака.
«Раскрытие связи между жесткостью матрицы и ядерными изменениями открывает новые возможности для создания методов лечения, направленных на эти механические пути», — сказал Заде. «Можно разработать лекарства или методы терапии, чтобы смягчить окружающую среду опухоли и нарушить физические сигналы, которые способствуют росту раковых клеток. Ламин A/C и связанная с ним ядерная механика могут стать эффективными мишенями для лечения рака».
В будущем лаборатория Леле планирует продолжить исследования и выяснить, насколько их открытия применимы к опухолям, полученным от пациентов.
Литература:
Ting-Ching Wang et al, Matrix stiffness drives drop like nuclear deformation and lamin A/C tension-dependent YAP nuclear localization, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54577-4
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
