Краденые митохондрии дают злокачественным клеткам больше энергии, повышают устойчивость к стрессу и помогают расселяться по организму.

Вокруг злокачественных опухолей всегда есть окружение из здоровых тканей; кроме того, в опухоль проникают иммунные клетки, в неё прорастают сосуды и т. д. И опухоль старается использовать здоровые клетки в своих целях. Например, мы несколько раз рассказывали, что опухоли мозга подслушивают нейронные сигналы, причём не только подслушивают, но и перестраивают нейронные цепочки так, чтобы получать больше нейронных импульсов. Активные нейроны выделяют молекулы (нейромедиаторы и белковые факторы роста), которые помогают раковым клеткам делиться. И так поступают не только опухоли мозга. Взять рак головы и шеи, который развивается в полости рта, тканях гортани, глотки, носа или его пазух: его клетки посылают молекулярные инструкции близлежащим нервам, стимулируя в них определённые сигналы – сигналы эти, естественно, помогают опухоли расти. А некоторые лёгочные опухоли не только используют настоящие нейроны рядом с собой, но и сами имитируют нейронную активность.

Клетки рака молочной железы. (Фото: The Journal of Cell Biology / Flickr.com) 

На днях в Nature вышла статья сотрудников Университета Южной Алабамы, в которой описан ещё один способ эксплуатации нейронов раковыми клетками. Исследователи экспериментировали с опухолями молочной железы у мышей, пытаясь выяснить, какую пользу они имеют от близлежащих нервов. Когда нейронную активность подавляли специальным препаратом, то у раковых клеток слабел обмен веществ. В опытах с совместными клеточными культурами, когда клетки рака молочной железы росли вместе с нейронами, удалось увидеть, как от раковых клеток к нейронам тянутся микротрубочки. По этим микротрубочкам нейронные митохондрии переходили в злокачественные клетки.

Митохондриями, как мы знаем, называют внутриклеточные органеллы, выполняющие энергетические реакции, в них энергия извлекается из «пищевых» молекул и запасается в удобной химической форме. Почти всю энергию клетка получает благодаря митохондриям. У раковых клеток есть свои особенности в энергетическом обмене веществ, но митохондрии важны и для них тоже. Те раковые клетки, которые смогли украсть митохондрии у нейронов, были лучше обеспечены энергией, чем те, у которых нейронных митохондрий не было. Кроме того, клетки с украденными митохондриями оказались более устойчивы к разным неприятностям. Когда им устраивали окислительный стресс, или когда заставляли протиснуться под давлением сквозь тесную иглу (то есть устраивали механический стресс), то у клеток с лишними украденными митохондриями вероятность выжить в таких испытаниях была больше. Опухоли склонны метастазировать, а метастазная раковая клетка как раз по ходу своих странствий сталкивается с разными стрессами. Можно предположить, что лишние митохондрии способствуют метастазированию. Действительно, клетки первичных опухолей реже крали митохондрии, чем клетки опухолей вторичных, появившихся в ходе метастазного расселения. И сами опухоли отличались по количеству украденных митохондрий: в первичных опухолях их было меньше, чем во вторичных.

Переход митохондрий меду разными клетками – не такая уж редкость. Например, вспомогательные (глиальные) клетки нервной системы отдают свои митохондрии повреждённым и погибающим нейронам, помогая им выжить. Скорее всего, раковые клетки просто используют механизм по обмену митохондриями, который работает и у здоровых клеток. Кстати, зимой мы писали о том, как злокачественные клетки навязывают свои испорченные митохондрии лимфоцитам: те, получив такой подарок, начинают плохо себя чувствовать и меньше обращают внимания на опухоль. Возможно, если целенаправленно подавлять способность раковых клеток манипулировать митохондриями, это сделало бы опухоли более чувствительными к лечению. Хотя здесь всё равно нужно проверить, все ли опухоли склонны к такому поведению, и насколько манипуляции митохондриями важны для опухолей в условиях человеческого тела.