Назад
Раковые клетки используют необычный механизм для миграции в новые ткани и образования там метастазов.
Этот же процесс, вероятно, заставляет некоторые иммунные клетки быть начеку. Таков результат недавнего исследования, проведенного под руководством Боннского университета. Согласно исследованию, определенные структуры - центросомы - увеличиваются в количестве. Это позволяет им легче сохранять свое направление и, таким образом, быстрее мигрировать в лимфатические узлы, где они активируют другие иммунные клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Cell Biology.
Как и полиция, иммунная система основана на принципе распределения обязанностей. Прежде всего, это дендритные клетки. Они круглосуточно обыскивают ткани в поисках следов подозрительных антигенов. Если им это удается, они устремляются к лимфатическим сосудам, а оттуда - к дренирующим лимфатическим узлам. Там они представляют свои находки мощной поисковой команде - Т-клеткам. Эти эндогенные войска теперь знают, с каким врагом нужно бороться.
Эта атака должна произойти до того, как захватчики нанесут серьезный ущерб или слишком сильно размножатся. Поэтому важно, чтобы дендритные клетки как можно быстрее перемещались на брифинг в лимфатическом узле. "Мы обнаружили механизм, который помогает им в этом", - объясняет профессор Ева Кирмайер из Боннского университета. "Для этого они формируют больше определенных структур, называемых центросомами. Они помогают им дольше сохранять свое направление и, таким образом, быстрее достигать лимфатических сосудов".
Центросомы относятся к органеллам - это молекулярные комплексы, которые отвечают за определенные задачи в клетках, подобно органам в организме. В норме в каждой человеческой клетке имеется ровно одна центросома. Незадолго до деления клетки она удваивается. Две копии мигрируют к противоположным полюсам клетки и растягивают между собой пучок волокон - микротрубочек. С их помощью они раздвигают хромосомы (которые также удвоились) во время деления. Таким образом, каждая из образовавшихся дочерних клеток получает полный набор генетического материала, а также одну из двух центросом.
"Однако центросомы также отвечают за организацию цитоскелета во время миграции клеток", - подчеркивает Кирмайер. "Под этим мы подразумеваем волокноподобные структурные белки, которые придают клетке форму и обеспечивают ее стабильность". Цитоскелет также решает, где в клетке находится "перед" и "зад". А это, в свою очередь, влияет на направление ее движения. "Теперь мы смогли показать, что дендритные клетки формируют множество центросом, как только вступают в контакт с антигеном", - говорит Кирмайер.
У дендритных клеток есть проблема: они не знают, где находится следующий лимфатический сосуд, по которому они могут добраться до лимфатического узла. В своих поисках они действуют по стратегии "проб и ошибок": они бегут в одном направлении в течение некоторого времени, а затем меняют его, если в процессе не встретили сосуд. "Чем больше у них центросом, тем дольше они держат курс, прежде чем продолжить поиск в другом направлении", - поясняет Кирмайер. "Мы смогли показать с помощью компьютерного моделирования, что это позволяет им находить лимфатические сосуды гораздо быстрее, чем обычно". В процессе пролиферации центросомы регулируют свою устойчивость, чтобы они не слишком упорно придерживались своего направления. Это увеличило бы риск того, что они собьются с пути и полностью потеряются.
Механизм, выявленный в ходе исследования, ранее был совершенно неизвестен в здоровых клетках. Предполагалось, что раковые клетки используют его для образования метастазов. Однако размножившиеся центросомы не должны свободно распространяться внутри клеток. В противном случае они могли бы серьезно нарушить такие функции, как деление клеток. Поэтому и в опухолевых, и в дендритных клетках эти органеллы скапливаются в одном месте - образуют кластеры. "Сейчас существуют агенты, которые нарушают это скопление центросом", - говорит Кирмайер. "В результате раковые клетки больше не могут правильно делиться, а погибают".
Однако возможно также, что эти вещества вмешиваются в работу иммунной системы - ведь центросомы располагаются и там. "Мы протестировали несколько этих веществ в клеточных культурах", - говорит она. "Мы действительно нашли доказательства того, что они могут значительно снижать эффективность иммунной защиты". Если это подтвердится в клинических испытаниях, то это будет плохой новостью, так как при использовании активных веществ в терапии рака могут возникнуть значительные побочные эффекты.
Ann-Kathrin Weier et al. Множественные центросомы усиливают миграцию и эффекторные функции иммунных клеток зрелых дендритных клеток (аннотация).
Центросомы играют важнейшую роль во время взаимодействия иммунных клеток и инициации иммунного ответа. В пролиферирующих клетках число центросом жестко контролируется и обычно ограничивается одной в G1 и двумя перед митозом. Дефекты в регуляции числа центросом были связаны с трансформацией клеток и опухолеобразованием. В данном исследовании мы сообщаем о появлении дополнительных центросом в лейкоцитах во время иммунной активации. При встрече с антигеном дендритные клетки проходят через неполный митоз и задерживаются в последующей фазе G1, что приводит к образованию тетраплоидных клеток с накопленными центросомами. Кроме того, стимуляция клеток увеличивает экспрессию поло-подобной киназы 2, что приводит к образованию диплоидных клеток с двумя центросомами в G1-задержанных клетках. Во время миграции клеток центросомы плотно группируются и действуют как функциональные микротрубочки-организующие центры, обеспечивая более настойчивую локомоцию вдоль градиентов хемотаксических сигналов. Более того, дендритные клетки с дополнительными центросомами демонстрируют повышенную секрецию воспалительных цитокинов и оптимизированный ответ Т-клеток.
В совокупности эти результаты демонстрируют ранее не оцененную роль дополнительных центросом для регулярного клеточного и тканевого гомеостаза.
