Visi iLive saturs ir medicīniski pārskatīts vai pārbaudīts, lai nodrošinātu pēc iespējas lielāku faktisko precizitāti.
Mums ir stingras iegādes vadlīnijas un tikai saikne ar cienījamiem mediju portāliem, akadēmiskām pētniecības iestādēm un, ja vien iespējams, medicīniski salīdzinošiem pārskatiem. Ņemiet vērā, ka iekavās ([1], [2] uc) esošie numuri ir klikšķi uz šīm studijām.
Ja uzskatāt, ka kāds no mūsu saturiem ir neprecīzs, novecojis vai citādi apšaubāms, lūdzu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter.
Vēža šūnas nekavējoties aktivizē enerģijas ražošanu, kad DNS tiek saspiesta un bojāta
Pēdējā pārskatīšana: 03.08.2025
Saskaņā ar žurnālā Nature Communications publicētu pētījumu, vēža šūnas acumirklī aktivizē enerģijām bagātu reakciju uz fizisku saspiešanu. Šis enerģijas uzliesmojums ir pirmā dokumentētā aizsargmehānisma izpausme, kas palīdz šūnām atjaunot bojāto DNS un izdzīvot cilvēka ķermeņa šaurajos apstākļos.
Šie atklājumi palīdz izskaidrot, kā vēža šūnas izdzīvo sarežģītās mehāniskās vidēs, piemēram, rāpojot pa audzēja mikrovidi, iekļūstot porainos asinsvados vai pārvarot asinsrites triecienus. Mehānisma atklāšana varētu novest pie jaunām stratēģijām vēža šūnu "noenkurošanai" pirms to izplatīšanās.
Barselonas Genomiskās regulācijas centra (CRG) pētnieki atklāja šo atklājumu, izmantojot specializētu mikroskopu, kas spēj saspiest dzīvās šūnas tikai trīs mikronu platumā — aptuveni trīsdesmit reizes mazākā platumā nekā cilvēka mata diametrs. Viņi novēroja, ka dažu sekunžu laikā pēc saspiešanas HeLa šūnu mitohondriji steidzās uz kodola virsmu un sāka sūknēt papildu ATP, šūnu molekulārās enerģijas avotu.
“Tas liek mums pārdomāt mitohondriju lomu cilvēka organismā. Tās nav tikai statiskas baterijas, kas darbina šūnas, bet gan gudri “glābēji”, kurus var izsaukt ārkārtas situācijā, kad šūna burtiski ir sasniegusi savu robežu,” saka Dr. Sāra Sdelčija, pētījuma līdzautore.
Mitohondriji ap kodolu izveidoja tik blīvu "mirdzumu", ka kodols tika iespiests uz iekšu. Šī parādība tika novērota 84 procentos saspiesto HeLa vēža šūnu, salīdzinot ar gandrīz nulli peldošajās, nesaspiestajās šūnās. Pētnieki šīs struktūras sauca par NAM (nucleus-associated mitohondriums).
Lai noskaidrotu, ko dara NAM šūnas, pētnieki izmantoja fluorescējošu sensoru, kas iedegas, kad ATP nonāk kodolā. Signāls palielinājās par aptuveni 60% tikai trīs sekundes pēc šūnu saspiešanas.
"Šī ir skaidra zīme, ka šūnas pielāgojas stresam un pārveido savu vielmaiņu," skaidro Dr. Fabio Pezzano, pētījuma pirmais līdzautors.
Turpmākie eksperimenti parādīja, kāpēc šis enerģijas pieplūdums ir svarīgs. Mehāniskā saspiešana rada DNS sasprindzinājumu, pārraujot dzīslas un sapinot genomu. Šūnām ir nepieciešami no ATP atkarīgi atjaunošanas kompleksi, lai vājinātu DNS struktūru un nokļūtu bojājumā. Saspiestās šūnas, kas saņēma papildu ATP, salaboja savu DNS dažu stundu laikā, savukārt šūnas bez papildu ATP pārstāja normāli dalīties.
Lai apstiprinātu šī mehānisma nozīmi slimībā, pētnieki pārbaudīja arī 17 pacientu krūts audzēja biopsijas. NAM oreoli tika novēroti 5,4 % kodolu audzēja invazīvajā malā, salīdzinot ar 1,8 % blīvajā kodolā — trīskārša atšķirība.
"Fakts, ka mēs atradām šo parakstu pacienta audos, apstiprināja tā nozīmi ārpus laboratorijas," skaidro Dr. Ritobrata (Rito) Ghose, pētījuma pirmais līdzautors.
Pētnieki arī varēja pētīt šūnu mehānismus, kas nodrošina mitohondriju "plūdus". Aktīna pavedieni — tie paši olbaltumvielu pavedieni, kas ļauj muskuļiem sarauties — veido gredzenu ap kodolu, un endoplazmatiskais retikulums savelk kopā sietveida "slazdu". Pētījums parādīja, ka šī kombinētā struktūra fiziski notur NAM vietā, veidojot "oreolu". Kad pētnieki apstrādāja šūnas ar latrunkulīnu A — zālēm, kas noārda aktīnu, NAM veidošanās izzuda un ATP līmenis strauji kritās.
Ja metastātiskās šūnas ir atkarīgas no ar NAM saistītiem ATP uzliesmojumiem, tad zāles, kas traucē sastatnes, varētu padarīt audzējus mazāk invazīvus, nesaindējot pašas mitohondrijas vai neietekmējot veselos audus.
"Mehāniskās stresa reakcijas ir slikti izprasta vēža šūnu ievainojamība, kas varētu pavērt jaunas terapeitiskas pieejas," sacīja pētījuma līdzautore Dr. Verena Ruprecht.
Lai gan pētījums koncentrējās uz vēža šūnām, autori norāda, ka šī, visticamāk, ir universāla parādība bioloģijā. Imūnās šūnas, kas iet cauri limfmezgliem, neironu augšanas procesiem un embrionālās šūnas morfogenēzes laikā, piedzīvo līdzīgu fizisku stresu.
“Kad šūnas ir pakļautas spiedienam, enerģijas pieplūdums kodolam, visticamāk, aizsargā genoma integritāti,” secina Dr. Sdelči. “Šis ir pilnīgi jauns regulācijas līmenis šūnu bioloģijā, kas atspoguļo fundamentālas pārmaiņas mūsu izpratnē par to, kā šūnas pārdzīvo fizisko stresu.”