Vědci odhalili, jak se molekulární kondenzáty v buňkách 'honí' jen díky přitažlivosti

Uvnitř buněk probíhají klíčové funkce díky lokálnímu uspořádání molekul, které se shlukují do hustých kapiček zvaných kondenzáty. Tyto kondenzáty se dynamicky přeskupují a jejich vzájemné interakce určují jejich tvar a chování.

Vědci z Institutu pro výzkum v biomedicíně (IRB Barcelona) odhalili nový mechanismus, kterým nádory rostou a stávají se agresivnějšími. Studie, publikovaná v časopise EMBO Reports, ukazuje, že nádorové buňky s nesprávným počtem chromozomů (aneuploidie) mohou přejít do stavu senescence a uvolňovat signály, které mění chování okolních zdravých tkání.

Chromozomální nestabilita je běžným rysem mnoha solidních nádorů a je spojena s jejich větší agresivitou. Dříve se předpokládalo, že její hlavní role spočívá v řízení evoluce nádorových genomů, kdy buňky získávají chromozomy s geny podporujícími růst nebo ztrácejí chromozomy s geny potlačujícími nádory. Nový výzkum vedený laboratoří doktora Marca Milána však ukazuje, že nádory rostou i díky interakci s okolní zdravou tkání.

Senescentní buňky, které přestaly dělit, ale zůstávají aktivní, nejenže podporují růst a invazivitu nádoru, ale také indukují smrt blízkých zdravých buněk. Tento proces je pro další růst nádoru nezbytný. Doktor Marco Milán vysvětluje, že nádor neroste pouze kvůli svým vnitřním změnám, ale aktivně ovlivňuje okolní zdravou tkáň, brání jejím buňkám v proliferaci a nakonec je zabíjí.

Když má buňka nesprávný počet chromozomů, její vnitřní fungování se stane nevyváženým. Pokud buňky již nedokážou správně zvládat nahromaděné poškození, spustí poplašné signály a často vstoupí do senescence. V tomto stavu přestanou dělit, zvětší se a uvolňují molekuly, které ovlivňují okolní buňky. Senescence je v principu ochranný mechanismus, který například při zranění pomáhá přilákat imunitní systém k opravě tkáně. Problém nastává, když tyto buňky nejsou odstraněny a přetrvávají v těle chronicky, což může vést k zánětům a podporovat patologické procesy, jako je stárnutí nebo rakovina.

Výzkum byl proveden na octomilce obecné (Drosophila melanogaster), což je modelový organismus umožňující pozorovat, jak buňky s chromozomální nestabilitou interagují s okolními tkáněmi. Mnoho z popsaných jevů, jako je aneuploidie, senescence a sekrece zánětlivých signálů, bylo pozorováno i u savčích buněk. Vědci identifikovali několik molekul vylučovaných senescentními buňkami, které působí na blízké normální buňky. Některé z nich, jako Dilp8 (relaxin u lidí) a ImpL2 (IGFBP7 u lidí), snižují proliferaci sousedních buněk. Jiné, jako cytokiny Upd1 a Upd3 (IL-6 u lidí) a Eiger (ekvivalent TNF u savců), pomáhají vyvolat smrt těchto zdravých buněk.

Vědci se domnívají, že nádor potřebuje, aby tyto sousední buňky zemřely, aby mohl dále růst. Jednou z možností je, že smrt těchto buněk uvolňuje živiny, jako jsou aminokyseliny nebo jiné metabolity, které pak nádor může využít. Tým plánuje pokračovat ve studiu heterogenity těchto aneuploidních senescentních buněk s vyšším rozlišením, aby zjistil, zda získání nebo ztráta specifických chromozomů souvisí se specifickým chováním uvnitř nádoru.