Опухолевые клетки делятся неравномерно

В отличие от абсолютного большинства клеток нашего организма злокачественные клетки способны к неравноценному делению. Результат — масштабные хромосомные перестройки, приводящие к агрессивному, а главное, неуправляемому поведению. Дэвид Пельман из Медицинского института имени Говарда Хьюгса и его коллеги нашли материальную основу этого феномена. Вместо двух центриолей, растаскивающих хромосомы к противоположным полюсам, у опухолевых клеток их несколько. Поэтому часть хромосом в процессе деления попросту «теряется».

Аномалии деления

Единичная замена или потеря нуклеотида из ДНК может привести к весьма масштабным последствиям – достаточно взглянуть на список врожденных заболеваний. Что уж говорить о хромосомных аномалиях, когда выпадают целые участки генома, а иногда и отдельные хромосомы и счет уже идет на сотни миллионов нуклеотидов. Причины и тех и других изменений – в нарушении отлаженного механизма клеточного деления, благодаря которому, в частности, наш организм из одной клеточки всего за 36 недель превращается в сотню триллионов клеток.

Все виды деления можно условно разделить на три большие группы: митоз, или равноценное деление, когда из одной материнской образуются две полностью идентичные ей дочерние клетки; мейоз, или половое деление, дающее четыре гаметы с гаплоидным набором хромосом; амитоз, или неравноценное деление, до сих пор остающееся предметом спора ученых.

Главные составляющие митоза и мейоза – удвоение хромосом и последующее равноценное распределение образовавшегося генетического материала между дочерними клетками. За второй процесс отвечают так называемые центросомы, с помощью микротрубочек «растаскивающие» гомологичные хромосомы по двум будущим клеткам. Нарушение этого процесса чревато образованием полиплоидных клеток, обладающих сразу 2n копиями генома. Зародыши культурных растений даже специально обрабатывают колхицином, разрушающим микротрубочки, — образовавшиеся мутанты с 32 и даже 128 копиями генома в каждой клетке значительно плодороднее.

Как клетки становятся бессмертными

А вот в опухолях идет обратный процесс. Как показали авторы публикации в Nature, избыточное содержание клеточных центров не лучшим образом сказывается на потомстве. Четыре или более центросом начинают «растаскивать» хромосомы каждая в свою сторону, и хотя клетка чаще всего все равно делится напополам, образовавшееся потомство равноценным никак не назовешь: во-первых, гомологичные хромосомы зачастую оказываются в одной половинке (а в другой в результате не оказывается ни одной копии), а во-вторых, это чревато потерей хромосом, которые попросту разрываются и так и не достигают места назначения.

Этот феномен Пельман и коллеги продемонстрировали сразу на нескольких человеческих опухолевых линиях. И именно он, по мнению авторов, может быть движущей силой быстрой эволюции новообразований со всеми неприятными вытекающими последствиями. Допустим, если на «потерянной» хромосоме был жизненно важный для клетки ген, то лишенная его дочерняя клетка попросту умрет. А если там оказался «контролер клеточного цикла», ограничивающий избыточность делений, то все потомство этой дочерней клетки обретет бессмертие.

Как говорят авторы, стабилизация деления может стать одним из новых направлений в терапии злокачественных новообразований. Ведь бороться с известным и предсказуемым противником гораздо проще.