Ученые из Университета Шеффилда определили белок, который заставляет клетки поедать своих умирающих соседей, помогая предотвратить воспаление – то, что имеет жизненно важное значение в борьбе с распространением рака.
Исследователи обнаружили, что белок Pac-Man, такой как белок Rac1, переключает функцию клеток и заставляет клетки реагировать на сигналы “ съешь меня ”, пропущенные от умирающих соседних клеток, и эффективно очищает их, чтобы минимизировать разрушающее воспаление, которое связано с различными заболеваниями, включая рак.
Команда, возглавляемая доктором Насрин Ахтар из отдела онкологии и метаболизма университета, сделала прорыв в изучении женской груди, чтобы лучше понять, как этот орган избавляется от мертвых клеток и излишков молока, когда он больше не нужен.
Во время беременности специализированные эпителиальные клетки в груди разрастаются, образуя альвеолы, выделяющие молоко. Когда молоко больше не требуется, альвеолы умирают, и грудь возвращается в состояние, не связанное с беременностью.
Эпителий груди также выстилает протоки молочной железы, которые при необходимости транспортируют молоко к соску.
С помощью исследований делеции генов д-р Ахтар и ее команда обнаружили, что белок Rac1 имеет решающее значение как для секреции молока, так и для его удаления в период высыхания, который следует за этим.
Воспалительные фагоциты иммунной системы обычно привлекаются для удаления мертвых клеток, скрывающихся в тканях и избыточных жидкостях. Если слишком много задействовано в течение длительного времени, они могут вызвать воспаление в тканях, вызывая повреждение.
Исследование показало, что эпителий молочной железы использует Rac1, чтобы уклоняться от вредных воспалительных фагоцитов от иммунной системы, угоняя их работу.
В первые несколько дней после отлучения от груди живые эпителии груди поедают своих умирающих соседей и заглатывают все выделения, очищая протоки от старого молока и мертвых клеток. Фагоцитоподобный эпителий молочной железы затем умирает сам, а затем удаляется профессиональными фагоцитами из иммунной системы.
Доктор Ахтар сказал: "Выполняя свою работу самостоятельно, эпителий груди ограничивает как количество, так и время инфильтрации иммунных фагоцитов, что защищает ткань от повреждения.
"Без Rac1 мертвые клетки и молоко затопляют соединяющиеся молочные протоки, вызывая их вздутие и вызывая хроническое воспаление. Затем раздутые протоки не регенерируют и не дают молока при будущей беременности."
Изначально доктор Ахтар начал исследование в 2009 году в сотрудничестве с профессором Чарльзом Штрёли, когда он работал в Манчестерском университете.
"Считается, что каждый год мы теряем количество мертвых клеток, эквивалентное нашему весу," сказал д-р Ахтар.
"Однако о том, как избавиться от них, известно очень мало. Если бы иммунные фагоциты были единственным типом клеток, способным очищать от трупов клеток, наши тела постоянно воспалялись бы. Вполне вероятно, что поглощение эпителия происходит во многих других органах, потому что этот тип клеток формирует строительные блоки нашего тела.
Более 90 процентов случаев рака происходят из эпителиальных клеток, поэтому важно раскрыть тайну того, как они работают. Очень важно понять, как здоровые клетки работают должным образом, чтобы полностью понять, почему они идут не так, как надо, когда развивается рак, и как лучше всего бороться с болезнью.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Developmental Cell, будет очень полезно для биологов-онкологов.
Доктор Ахтар добавил: "Rac1 сверхэкспрессируется при различных раковых заболеваниях, включая рак груди, и ингибиторы Rac1 в настоящее время рассматриваются в качестве противоопухолевых препаратов.
"Однако до сих пор практически ничего не было известно о том, что Rac1 делает в здоровых тканях, и наше исследование показывает, что в груди одна из его центральных ролей заключается в предотвращении вредных воспалительных реакций. Без Rac1 эти ответы усиливаются и продлеваются в тканях."Учитывая, что устойчивое воспаление связано с прогрессированием рака, результаты показывают, что блокирование Rac1 может быть не очень хорошей идеей."