Новый биохимический механизм, связывающий стресс и рак

Новый биохимический механизм, связывающий стресс и рак, открыли исследователи из нескольких американских университетов: Университета Техаса, Университета Айовы и Университета Западной Виргинии. Работая с клеточными культурами, они получили результаты, которые подтвердились при клинических исследованиях на человеке. Оказывается, гормоны стресса предохраняют раковые клетки от клеточной смерти (апоптоза).

Всему виной адреналин?

Стресс сопровождается выбросом в кровь гормонов, которые перестраивают работу многих систем организма: сердечно-сосудистой, дыхательной и пр. К числу таких гормонов относятся адреналин и норадреналин. Они учащают сокращения сердца, дыхание, сужают сосуды, повышают кровяное давление. Эти гормоны, особенно норадреналин, как ученые уже показали ранее, накапливаются в клетках раковой опухоли яичников.

Как работает механизм, который делает раковые клетки более живучими?

Сначала Сьюзан Лутгендорф и ее коллеги работали с культурой клеток рака яичников человека. Они исследовали механизм, который делает раковые клетки более живучими, менее уязвимыми для клеточной смерти. В данном случае ученые изучали так называемый аноикис. Это вид апоптоза, при котором клетки гибнут из-за того, что не могут прикрепиться к внеклеточному матриксу — внешнему каркасу ткани.

Устойчивость к такому виду апоптоза возникает благодаря активации фермента FAK (киназа фокальной адгезии). Исследования показали, что обработка культуры раковых клеток норадреналином стимулирует фосфорилирование FAK (то есть присоединение фосфатных групп к аминокислоте тирозину). Тем самым повышается активность фермента. А сами клетки становятся более живучими: подсчет показал, что путем апоптоза в культуре, обработанной норадреналином, гибнет почти вдвое меньше клеток, чем в контрольной культуре.

На следующем этапе ученые проверили свои результаты на мышиной модели. Они имплантировали клетки рака яичника человека в брюшную полость мышей. Часть животных с подсаженным человеческим раком подвергали ежедневному стрессу. Стресс в данном случае вызывали двухчасовым обездвиживанием животных.

Оказалось, что у мышей, которые ежедневно испытывали такой стресс, раковые клетки в брюшной полости лучше выживали: так же как и в культуре, в организме мышей они примерно вдвое меньше гибли от апоптоза. Стресс защищал раковые клетки в ущерб организму.

Устойчивость к апоптозу дает раковым клеткам возможность образовывать метастазы.

Наконец, ученые изучили состояние фермента FAK в опухолевой ткани человека у 80 пациенток с раком яичников. В 67% они обнаружили усиление активности фермента, в 50% — повышение фосфорилирования FAK. Но главное, и то и другое коррелировало с более тяжелым состоянием пациенток.

Затем пациенток разделили на две группы в зависимости от степени испытываемой ими депрессии. Оказалось, что высокий уровень депрессии у раковых больных сопровождался высоким уровнем активации FAK, и наоборот.

Устойчивость к апоптозу дает раковым клеткам большие преимущества: они выживают даже без прикрепления к субстрату и поэтому с легкостью мигрируют, образуя метастазы. Расшифровав этот механизм, ученые задумываются и о том, чтобы противодействовать ему: блокировать данный биохимический путь, лишив раковые клетки преимущества в выживании.

Кстати, этот механизм действия стресса на рак новый, но не единственный. Авторы статьи в журнале TheJournalofClinicalInvestigation упоминают и другой: нарушение способности ДНК к ремонту под действием стресса. Есть также полученные на животных данные о том, что короткий стресс в отличие от длительного мобилизует иммунную систему на борьбу с раком.