Раковые клетки могут «впадать в спячку», чтобы пережить химиотерапию

Рак зачастую возвращается после нескольких лет ремиссии и даже, казалось бы, полного исчезновения после лечения. Доклинические исследования клеток рака толстой и прямой кишки человека показали, что они способны «замирать» до состояния клетки-персистера, то есть «спящей» и требующей пониженного расхода ресурсов. Это может объяснить неэффективность терапии и рецидив опухолей.

«Опухоль действует как единый организм, способный замедляться в делении для сохранения энергии, – комментирует Кэтрин О’Брайен, хирург Центра исследования рака Принцессы Маргарет (Канада), – Некоторые животные могут впадать в обратимое состояние спячки, которое позволяет им пережить суровые периоды. Вероятно, раковые клетки приспособили подобную стратегию под себя».

Подвергнув образцы клеток колоректального рака химиотерапии, исследователи увидели, как клетки начали «впадать в спячку», причем скоординировано: они переставали делиться, то есть снижали потребность в питательных веществах, что позволяло им оставаться живыми даже в присутствии лекарств. Результаты наблюдения совпали с математическими моделями, в которых все раковые клетки, а не только небольшие субпопуляции, обладали способностью к гибернации.

Затем исследователи использовали ксенотрансплантаты клеток колоректального рака у разных мышей: как только опухоль у мыши достигала определенного размера, ее начинали лечить стандартными методами химиотерапии, которая длилась 8 недель. За этот период рост опухоли был ничтожным, но как только лечение прекращалось, рост начинался снова. Раковые клетки, взятые у мышей после рецидива опухоли, трансплантировали другим мышам, после чего снова начинали лечение. Трансплантаты оставались чувствительными к терапии, а их рост останавливался и возобновлялся тем же образом, что и у клеток-персистеров.

«Спячка» раковых клеток напоминает состояние эмбриональной диапаузы, которое мышиные эмбрионы используют как способ выживания в экстремальной ситуации. В этом состоянии эмбриональное развитие «ставится» на паузу до тех пор, пока условия окружающей среды не станут более благоприятными. То же самое делают и раковые клетки, причем они тоже полагаются на аутофагию – биологический механизм, при котором клетки буквально пожирают сами себя, чтобы получить необходимое питание. По словам онколога Аарона Шиммера, аутофагия может быть одной из причин устойчивости опухолей к лекарствам. Целенаправленно воздействуя на этот процесс для его подавления, исследователи смогли прервать гибернацию клеток и убить их в ходе химиотерапии. В будущем такой подход может стать одним из способов борьбы с раком.