Ученые обнаружили, как раковые клетки получают энергию при сжатии

Исследователи из Центра геномной регуляции в Барселоне обнаружили новый защитный механизм раковых клеток, который помогает им выживать при физическом сжатии. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Ученые использовали специальный микроскоп, который сжимал живые клетки до трех микрон (около одной тридцатой диаметра человеческого волоса). Они наблюдали, как в течение нескольких секунд после сжатия митохондрии в клетках HeLa устремляются к поверхности ядра и начинают вырабатывать дополнительный АТФ — молекулярный источник энергии клеток.

«Это заставляет нас переосмыслить роль митохондрий в человеческом организме. Они не являются статичными батареями, питающими наши клетки, а больше похожи на проворных спасателей, которых вызывают в чрезвычайных ситуациях, когда клетки буквально доведены до предела», — говорит доктор Сара Сделчи, соавтор исследования.

Митохондрии формировали настолько плотное гало вокруг ядра, что оно прогибалось внутрь. Это явление, названное «ядерно-ассоциированными митохондриями» (NAM), наблюдалось в 84% сжатых раковых клеток по сравнению с практически нулевым показателем в несжатых клетках.

Используя флуоресцентный сенсор, исследователи зафиксировали увеличение поступления АТФ в ядро на 60% в течение трех секунд после сжатия клеток. Эта энергия помогает клеткам восстанавливать повреждения ДНК, вызванные механическим стрессом.

При изучении биопсий опухолей молочной железы у 17 пациентов исследователи обнаружили структуры NAM в 5,4% ядер на инвазивных краях опухолей против 1,8% в плотной сердцевине — трехкратная разница.

«Механические стрессовые реакции — это малоизученная уязвимость раковых клеток, которая может открыть новые терапевтические возможности», — отмечает доктор Верена Рупрехт, соавтор исследования.

Хотя исследование проводилось на раковых клетках, авторы подчеркивают, что этот феномен, вероятно, является универсальным в биологии и может наблюдаться в иммунных клетках, нейронах и клетках эмбрионов.

Сжатая раковая клетка, где митохондрии (пурпурные) скапливаются на периферии ядра (голубое) и внутри ядерных «вмятин». Credit: Rito Ghose and Fabio Pezzano/Centro de Regulación Genómica