Обнаружен скрытый механизм мучительного убийства человека

Развитием организма управляют не только гены, но и система сигналов, которые клетки посылают друг другу. Даже в отсутствие генетических мутаций могут возникать клеточные катастрофы, приводящие к возникновению рака. «Лента.ру» ознакомилась со статьей, опубликованной в репозитории arXiv.org, в которой биологи объясняют, почему так происходит.

Стволовые клетки (СК) играют важную роль в эмбриогенезе — процессе развития организма, его тканей и органов в эмбриональном периоде. Они служат источником клеток, выполняющих определенные функции: нейроны проводят электрические импульсы в мозге человека, мышечные позволяют телу совершать движения, энтероциты важны в пищеварении. Без них была бы невозможна регенерация тканей и замена поврежденных клеток. Существует множество различных типов стволовых клеток, и у каждого своя роль. Гомопоэтические стволовые клетки дают начало лимфоцитам, эритроцитам и тромбоцитам, мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки создают костную, хрящевую и жировую ткани, а тканеспецифичные прогениторные клетки обеспечивают обновление клеточных популяций в различных органах.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) образуют тело зародыша на ранних этапах его развития (спустя несколько дней после оплодотворения). Они могут послужить основой (дифференцироваться) всех типов клеток взрослого организма. Такое их свойство называют плюрипотентностью. Однако со временем биохимические сигналы заставляют все ЭСК превратиться либо в обычные клетки, либо в постнатальные стволовые клетки, обладающие ограниченной способностью к дифференцировке (мультипотентностью). Неизвестно, существуют ли у взрослых людей популяции эмбриональных клеток, однако ученые способны перепрограммировать фибробласты, наделив их плюрипотентностью (индуцированные стволовые клетки).

К сожалению, стволовые клетки не только помогают нашему организму восстанавливать повреждения. Если происходит серьезный сбой, то начинается бесконтрольное деление — возникает злокачественная опухоль. Это было показано в 2012 году, когда в образцах глиобластомы, карциномы обнаружили небольшую популяцию раковых стволовых клеток (РСК). Они практически неотличимы от обычных, однако вместо того, чтобы создавать здоровые ткани, формируют тело опухоли, а также метастазы. Если с помощью лекарственных препаратов уничтожить раковую массу, не затронув РСК, то вероятен рецидив.

Как стволовые клетки, у которых совершенно одинаковый набор генов, решают, в какую клетку им превратиться? Каковы причины образования раковых стволовых клеток? Генетик Эрик Вернер (Eric Werner) из Оксфордского университета предложил теорию сетей развития (theory of developmental networks). Это абстрактная математическая модель, описывающая активность и изменения стволовых клеток. Когда стволовая клетка делится, она производит две СК нового поколения. Одна из них остается такой же, что и родительская клетка, а другая имеет другой статус в иерархии. Наборы активных генов в обеих клетках отличаются из-за того, что клетки влияют друг на друга, и это определяет их положение в сети развития.