Раковые клетки крадут энергогенерирующие компоненты у иммунных клеток

Раковые клетки используют крошечные трубочки, чтобы добраться до близлежащих иммунных клеток и захватить их митохондрии, вырабатывающие энергию.

   Мы уже знаем, что некоторые типы клеток выращивают нанотрубки - щупальцеобразные структуры, состоящие из белка актина. Нанотрубки позволяют одной клетке соединяться с другой, чтобы те могли переносить между собой компоненты, включая митохондрии. Теперь появились первые доказательства того, что раковые клетки могут делать нечто подобное, используя нанотрубки для захвата митохондрий у Т-лимфоцитов.

   "Тот факт, что раковые клетки выпускают наноразмерные щупальца и высасывают митохондрии, является удивительным открытием", - говорит Шиладитья Сенгупта из Гарвардской медицинской школы. Он и его коллеги поместили иммунные и раковые клетки мышей в одну культуру на 16 часов, а затем сфотографировали их взаимодействие. Они обнаружили, что в среднем каждая раковая клетка образовывала одну нанотрубку с Т-клеткой, а ширина большинства нанотрубок составляла от 50 до 2000 нанометров. Пометив митохондрии внутри иммунных клеток флуоресцентным маркером, исследователи обнаружили, что митохондрии переносятся к раковым клеткам по нанотрубкам.

   Примечательно, что раковые клетки потребляли кислород в два раза быстрее и размножались чаще, когда их помещали в условия контакта с Т-клетками на 16 часов, по сравнению с контрольной группой раковых клеток, которые выращивались в присутствии Т-клеток, но были физически отделены от них. Это позволяет предположить, что кража митохондрий помогает раковым клеткам вырабатывать энергию и расти. В соответствии с этой идеей, раковые клетки, выращенные в присутствии физически отделенных Т-клеток, размножались и дышали с той же скоростью, что и раковые клетки, выращенные в отсутствие Т-клеток. Между тем, Т-клетки потребляли меньше кислорода и уменьшались в количестве при культивировании в контакте с раковыми клетками, что свидетельствует о том, что потеря митохондрий снижает способность иммунных клеток к выживанию и росту.

   Аналогичные эксперименты с участием человеческих клеток из раковых опухолей тимуса и молочной железы продемонстрировали доказательства того, что эти митохондрии также переносятся по нанотрубкам. Исследователи также обнаружили, что препарат под названием PD1 блокада, частично снижающий образование нанотрубок между Т-клетками и раковыми клетками, примерно вдвое уменьшает объем опухоли у мышей, а также увеличивает плотность Т-клеток в опухоли, по сравнению с контрольным лечением.

   Полученные результаты должны быть верифицированы с использованием более специфических методов, блокирующих образование нанотрубок и перенос митохондрий, так как препарат может иметь и другие эффекты, уменьшающие размеры опухоли.

Tanmoy Saha et al. Межклеточные нанотрубки опосредуют перемещение митохондрий между раковыми и иммунными клетками (аннотация).

   Рак прогрессирует, уклоняясь от иммунной системы. Выяснение различных стратегий уклонения от иммунитета является важным шагом в поиске иммунотерапии следующего поколения против рака. В данном материале мы сообщаем, что раковые клетки могут захватывать митохондрии иммунных клеток с помощью физических нанотрубок. Митохондрии необходимы для метаболизма и активации иммунных клеток.

   Используя эмиссионную сканирующую электронную микроскопию, отслеживание переноса митохондрий с флуорофорами и количественную оценку метаболизма, мы показали, что опосредованный нанотрубками перенос митохондрий из иммунных клеток в раковые клетки метаболически усиливает раковые клетки и истощает иммунные клетки. Ингибирование механизма сборки нанотрубок значительно сократило перенос митохондрий и предотвратило истощение иммунных клеток.

   Сочетание ингибитора фарнезилтрансферазы и геранилгеранилтрансферазы 1, а именно L-778123, который частично ингибировал образование нанотрубок и перенос митохондрий, с ингибитором иммунного чекпойнта белка программируемой клеточной смерти 1 улучшило противоопухолевые результаты в агрессивной иммунокомпетентной модели рака молочной железы. Опосредованный нанотрубками захват митохондрий может стать новой мишенью для разработки средств иммунотерапии рака нового поколения.