Чтобы рак запустил метастазы, онкоклеткам не обязательно путешествовать с кровотоком. Опухоль может отправить в отдаленные органы и ткани специальный химический сигнал, из-за которого в новом месте разрушается ДНК, начинается воспаление и рождается дочерняя опухоль.
Чем больше ученые изучают рак, тем менее реалистичной видится окончательная победа над ним. То тонкости метаболизма, вопреки всем стараниям врачей, все-таки позволяют опухоли расти и процветать. То вдруг выясняется, что метастазирующиее способности рака и стратегия распространения дочерних опухолей зависят от неизученных белков. Авторы последнего исследования буквально нокаутируют полученными выводами: опухоль провоцирует воспаление и повреждает ДНК дистанционно, в удаленных органах и тканях. То есть некоторым опухолям и метастазировать-то не нужно – клетки самостоятельно сформируют дочернее новообразование, «услышав материнский зов».
Клешни рака
Ученым хорошо известно, что онкологические заболевания сопровождаются не только общей слабостью и недомоганием, но и сочетанными болезнями. В результате гистологических и молекулярные исследований биологи неоднократно приходили к выводу, что окружающие опухоль ткани тоже нездоровы. Во внешне полноценных клетках, расположенных в непосредственной близости с опухолью, биохимики обнаруживали молекулярные маркеры воспаления и генетических повреждений.
Сотрудники Центра онкологических исследований (Center for Cancer Research) американского Национального онкологического института (National Cancer Institute) под руководством Кристофа Редона (Christophe E. Redon) попытались найти признаки воспаления и генетической нестабильности в тканях, которые не соприкасаются с опухолью. Для этого экспериментаторы имплантировали клетки зарождающихся опухолей (меланома, ретикулярная саркома и карцинома) в организм здоровых мышей. Через две недели, когда опухоль подросла и достигла видимого размера (около 7 мм), экспериментаторы умертвили мышей и провели детальный биохимический, гистологический и генетический анализ всего организма.
Оказалось, что невидимые, но специфичные именно для рака (онкоспецифичные) повреждения присутствовали практически во всех клетках организма. Однако наиболее уязвимыми оказались клетки покровных тканей и желудочно-кишечного тракта. Кристоф Редон и его коллеги обнаружили молекулярные маркеры (γ-H2AX), которые свидетельствуют о разрыве ДНК или деградации теломеразы. Более того, ученые выявили молекулярные признаки оксидативного стресса клеток. И, проанализировав ДНК, нашли причину – выпадение отдельных нуклеотидов из полимерной цепочки.
Разносчики рака
Исследователи предположили, что разносчикаими и провокаторами молекулярных и генетических перестроек, стимулирующих дистанционное развитие рака, могут стать клетки иммунной системы. Ведь они циркулируют с током крови и, соответственно, могут передавать информацию в виде химических сигналов. Да и в кишечнике уровень клеточных и молекулярных перестроек, как и количество онкоспецифичных активизированных макрофагов, оказался намного выше, чем в других органах и тканях.
Ученые предполагают, что провоцирующий химический сигнал может исходить непосредственно от иммунных клеток или от опухоли. Некоторые соединения, синтезируемые раковыми клетками, оказывают токсическое, ДНК-деструктивное воздействие. Однако, наиболее вероятные переносчики онкостимулироующего сигнала – цитокины, синтез которых значительно изменяется в клетках опухоли. Исследователи проанализировали более пятидесяти цитокинов и обратили особое внимание на CCL2.
Известно, что цитокин CCL2 ассоциирован со многими, не только онкологическими патологиями. Например, по уровню CCL2 можно прогнозировать и диагностировать ревматоидный артрит, астму, колиты, рассеянный склероз. Это же соединение провоцирует оксидативный стресс. Как и предполагалось, уровень CCL2 в клетках опухоли, макрофагах и поврежденных тканях был выше нормы.
«Мы предполагаем, что CCL2 стимулирует прогрессивное течение болезни и играет основную роль в механизмах дистанционного онкогенеза. Результаты исследования проливают свет на природу многих патологических состояний, которые связаны раком и считаются побочными реакциями», -- пишут ученые в статье Tumors induce complex DNA damage in distant proliferative tissues in vivo в журнале PNAS Cell Biology.
