«Генетическая катастрофа» — как слияние клеток может стать началом раковой опухоли

Слияние клеток
Слияние клеток. Слившаяся клетка определялась по наличию в ней красителей двух цветов.

Слияние клеток — это процесс, в котором одна или несколько клеток объединяются и образуют новую клетку с более чем одним ядром. Слияние клеток постулируется в качестве возможной причины возникновения некоторых видов рака, так как такое слияние может объяснить появление множественных генетических изменений, которые, как полагают, лежат в основе развития рака. Но до сих пор не было прямых доказательств тому, что слияние нормальных клеток само по себе может спровоцировать рак. Публикация в The American Journal of Pathology описывает недостающее звено в процессе, когда слияние клеток приводит к нескольким катастрофическим генетическим изменениям, что в конечном итоге трансформирует нормальные клетки в раковые. При введении в организм животного такие аномальные клетки образуют опухоли.

Исследователи из Мичиганского университета и клиники Майо использовали культуру кишечных эпителиальных клеток крысы (IEC-6), они были выбраны потому, что диплоидны (имеют два ядра и два набора хромосом), не имеют особенностей, характерных для раковых клеток, и нормально реплицируются. Они также не склонны к образованию опухолей. Клетки IEC-6 были помечены красным и зелёным флуоресцентными красителями. Культура была обработана 50% полиэтиленгликолем, что способствовало слиянию клеток. Слившиеся клетки определялись по наличию как красного, так и зелёного красителей в одной клетке, они были больше нормальных клеток.

Исследователи сообщают о нескольких важных наблюдениях. Во-первых, они показали, что слившиеся клетки могут реплицироваться, 19% слившихся клеток образовали клоны. 41% этих клонов имело аномальное число хромосом (анеуплоидия), 56% клеток содержало от 40 до 44 хромосом, 4% имели 84 хромосомы

«Эти результаты показывают, что слияние клеток приводит к хромосомной нестабильности», — пояснил ведущий исследователь профессор Джеффри Платт (Jeffrey L. Platt).

Хромосомные аномалии обычны при раке, но исследователи искали ещё доказательства повреждения ДНК в клонах слившихся клеток и обнаружили их. Фосфорилированные H2AXВ, маркер нарушений в двухцепочечных ДНК, в значительно большем количестве обнаруживаются в клонах слившихся клеток, чем в клонах нормальных клеток.

«Неизвестно, насколько часто в естественных условиях клетки сливаются, но при определённых обстоятельствах, таких как повреждение клеток, воспаление, вирусная инфекция, это происходит. Слияние нормальных клеток в естественных условиях может быть редким событием, но исследование показывает: оно может иметь патологические последствия, — говорит известный авторитет и специалист по раковым заболеваниям Уильям Б. Коулман (William B. Coleman). — Полученные данные подтверждают существования молекулярного механизма возникновения новообразований — геномной катастрофы».

В ходе дальнейших экспериментов клоны слившихся клеток IEC-6 были пересажены в организм мышей с ослабленным иммунитетом. За 12 недель такие клетки привели к образованию опухоли у 61% (11 из 18 особей) животных, в то время как ни обычные клетки IEC-6, ни сами слившиеся клетки IEC-6 (не клоны) такого эффекта не произвели. Таким образом, наблюдения свидетельствуют, что «геномная катастрофа» может привести к молекулярным изменениям, делающим возможной трансформацию нормальных клеток в раковые.