Исследователи из Италии нашли объяснение удивительному медицинскому феномену: почему сердце, через которое ежеминутно проходит кровь, крайне редко поражается раком. Оказалось, что сама механическая работа этого важнейшего органа — его непрерывные сокращения — физически не даёт раковым клеткам закрепиться и начать размножаться. Но дело не только в механике.
Открытие, опубликованное в конце апреля в журнале Science, может привести к созданию принципиально нового типа лечения — «механической терапии» рака.
Сердце знает секрет
Первичный рак сердца — исключительная редкость: его диагностируют менее чем у двух человек из ста тысяч. Годами учёные спорили, связано ли это с особым кровоснабжением или типом клеток. Научная группа под руководством Серены Заккиньи из Международного центра генной инженерии и биотехнологий в Триесте (Италия) выдвинула новую гипотезу: дело в постоянной механической нагрузке, которую испытывает сердечная мышца.
Чтобы проверить это, учёные имплантировали клетки рака лёгкого в сердца лабораторных мышей. Когда сердца грызунов бились нормально, опухоли практически не росли. Но стоило хирургическим путём «разгрузить» орган, оставив его без необходимости активно перекачивать кровь, как рак начинал стремительно прогрессировать.
Тот же эффект подтвердился в экспериментах с культурой клеток: имитация механического сжатия подавляла рост опухоли. А его отсутствие — провоцировало.
Белок, сдерживающий опухоль
Главным «действующим лицом» этого процесса оказался белок Несприн-2 — своего рода «антенна», расположенная в оболочке клеточного ядра. Он способен улавливать механическую силу и превращать её в химический сигнал, который меняет активность генов.
Упрощённо цепочка действий выглядит следующим образом:
- Сердце сокращается — возникает механическая нагрузка на все клетки.
- Белок Несприн-2 улавливает это «сжатие».
- Внутри ядра клеток запускаются эпигенетические изменения, которые выключают гены, ответственные за рост и деление опухоли.
- Раковые клетки буквально теряют способность размножаться.
Когда учёные генетически отключали Несприн-2 в образцах бьющегося сердца, защитный эффект немедленно исчезал, и опухоль начинала расти. Это подтвердило, что найден ключевой элемент механизма.
Можно ли «трясти» другие опухоли?
Важнейший вывод исследования заключается в том, что этот механизм, по-видимому, универсален. Команда Серены Заккиньи изучила образцы тканей пациентов, у которых рак лёгкого, толстой кишки или кожи дал метастазы в сердце и прочие органы. Эпигенетический «почерк» подавления опухоли был одинаков для разных типов рака.
«Это первый случай, когда мы видим, что механические силы за пределами самой опухоли влияют на её рост. Мы хотим попытаться использовать эти знания для разработки механической терапии рака», — заявила изданию Live Science Заккиньи.
Теперь перед исследователями стоит амбициозная задача: воссоздать «ритм сердца» в других частях тела. Они разрабатывают специальные настраиваемые актуаторы (устройства, преобразующие электрическую или иную энергию в поступательное движение), которые можно будет закреплять на поверхности опухолей, например, метастатических образований на коже. Устройство будет имитировать частоту и силу сердечных сокращений, пытаясь обмануть раковые клетки и заставить их «уснуть».
По словам исследователей, запуск первых клинических испытаний на людях может начаться в ближайшие четыре года.
От осторожного оптимизма к будущему лечению
Джули Филиппи, заведующая кафедрой кардиоторакальной хирургии и руководитель лаборатории кардиологических исследований в Университете Питтсбурга, называет выводы «чрезвычайно важными». Однако отмечает, что предстоит ещё много работы: учёным надо лучше понимать, как свойства тканей, окружающих раковые клетки, влияют на их способность воспринимать механические силы.
Главный вопрос тут — безопасность. Сама Серена Заккиньи признаёт: «Меня больше всего беспокоит, что, сжимая опухоль, мы можем способствовать её распространению. Мы обязаны полностью исключить этот риск, прежде чем двигаться дальше».
Помимо использования специальных механических устройств, учёные ищут и фармакологический путь терапии рака — это лекарства, которые могли бы без физического воздействия запускать те же эпигенетические изменения в опухоли, что и сердце.
Если этот подход докажет свою эффективность и безопасность, онкологам откроется принципиально новый, немедикаментозный способ борьбы со смертельной болезнью. То, что природа миллионы лет использует для защиты нашего главного органа, может однажды защитить и весь организм.
| Подписывайтесь на АиФ в MAX |
