Все новости

Российские биологи описали пять шагов «клеточного каннибализма»

Российские биологи исследовали процессы клеточной гибели и уверены, что в будущем понимание их механизмов позволит целенаправленно избавляться от раковых клеток.

В организме человека непрерывно происходит обновление тканей, рождаются, развиваются и дифференцируются новые клетки, а в старых и поврежденных запускаются механизмы «программируемой гибели» и утилизации. Один из таких механизмов включает энтоз — поглощение и переваривание одной клетки другой. Энтоз особенно активно развивается в опухолевых тканях: раковые клетки поглощают и себе подобных, и здоровые клетки. Этот механизм дает надежду на создание новых средств лечения онкологических заболеваний, уничтожения устойчивых к другим средствам клеток.

В ходе энтоза у поглощающей клетки формируется плазматический вырост, который охватывает вторую клетку и складывается, так что внедряющаяся клетка оказывается внутри пузырька-вакуоли. Вскоре мембрана вакуоли меняет свой состав, обычные белки меняются на новые, которые обеспечивают присоединение к ней мелких пузырьков-лизосом, несущих «переваривающие» ферменты. Лизосомы сливаются с вакуолью, они же активируются и внутри гибнущей клетки — и она «разбирается на запчасти», а образовавшиеся химические вещества используются снова.

Энтоз в культуре клеток кожи человека: а — световая микроскопия; б — фазово-контрастная микроскопия; в — цитохимическое окрашивание ядер и флуоресцентная микроскопия; г — сканирующая электронная микроскопия. Зеленой стрелкой показана наружная клетка, красными — внутренние. Фото:А. Гаранина, Г. Онищенко / МГУ
Энтоз в культуре клеток кожи человека: а — световая микроскопия; б — фазово-контрастная микроскопия; в — цитохимическое окрашивание ядер и флуоресцентная микроскопия; г — сканирующая электронная микроскопия. Зеленой стрелкой показана наружная клетка, красными — внутренние. Фото:А. Гаранина, Г. Онищенко / МГУ

Заведующая кафедрой клеточной биологии МГУ Галина Онищенко и ее коллеги изучили процесс энтоза in vitro, на культуре раковых клеток эпидермоидной карциномы и клетки аденокарциномы человека. Для наблюдения за морфологией клеток, их ядер и органелл использовали целый ряд методов, от обычного окрашивания и световой микроскопии до изучения препаратов под сканирующим электронным микроскопом. Авторы показали, что процесс энтоза состоит из пяти последовательных стадий, каждая из которых характеризуется своей геометрией поглощающей и внедряющейся клеток, своей структурой ядра и некоторых мембранных органелл, таких как митохондрии, аппарат Гольджи и лизосомы.

Кроме того, было продемонстрировано, что на первых этапах энтоза крайне важна функциональность внутреннего скелета клетки, включая аппарат Гольджи, белковые микротрубочки и микрофиламенты. Разрушение этих компонентов не позволяло клетке поглощать другую, но если поглощение уже состоялось, то перевариванию оно не мешало. Наконец, удалось показать, что энтоз развивается как в жидких суспензиях клеток, так и при прикреплении их к субстрату и друг к другу.

«Стадийность энтоза включает в себя последовательные изменения различных структурных и функциональных характеристик энтозной и внедряющейся клеток, — говорит Галина Онищенко. — Это в дальнейшем позволит определить механизмы перехода от одной стадии энтоза к другой и найти способы управления данным вариантом программированной клеточной гибели».

Результаты ученые представили в журнале Scientific Reports.

Подробнее об этапах жизненного пути клетки читайте на «Чердаке».