Как обездвижить раковые клетки?

Клетки нашего организма иногда покидают свои места. Эта миграция необходима для развития и жизнедеятельности многоклеточного организма: для образования тканей во время эмбрионального развития, для заживления ран, поступления клеток иммунной системы в очаг воспаления. Во всех случаях клетки знают куда они движутся. Их движением управляют химические или механические сигналы. Раковые клетки тоже могут перемещаться по организму, создавая новые опухолевые очаги − метастазы. Только движутся они неконтролируемо. Это сильно затрудняет лечение онкологических заболеваний.

Механизм движения клеток разгадали давно. Клетки перемещаются за счет полимеризации специальных белков актина или тубулина. Эти белки способны собираться в нити-тяжи − микротрубочки и микрофиламенты. Их передние концы (плюс-концы) за счет полимеризации удлиняются, а задние (минус-концы) одновременно укорачиваются за счет деполимеризации. В результате плазматическая мембрана выпячивается в виде выроста. Тяжи полимеризованного белка, растущие с одного конца клетки, создают толкающую силу по направлению движения, а вырост опирается на поверхность, по которой движется клетка и помогает ей подтягивать задний край. Клетка, буквально ползет, выбрасывая выросты и подтягиваясь на них.

Исследователи из Хельсинкского Университета (Финляндия) и Института Жака Моно (Париж) открыли молекулярный механизм миграции клеток. Чтобы обеспечить запас мономерного актина для удлинения нитей на плюс-концах, необходимо быстро разобрать нити актина на минус-концах. Сборку и разборку актиновых нитей регулирует специальный белок Capping Protein. Он прочно связывается с плюс-концами актиновых нитей, блокируя их удлинение и укорочение. Этот факт был ранее известен. Ученые обнаружили, что белок твинфилин (Twinfilin) удаляет кэпирующий белок с актиновых нитей и запускает разборку актиновых нитей на минус-концах и старых плюс-концах. Если нет твинфилина, клетки перемещаются медленнее. В раковых клетках много твинфилина, поэтому они предрасположены к неконтролируемому движению и метастазированию.

Знание механизма разборки актиновых нитей позволит ученым найти лекарство, останавливающее миграцию клеток, что повысит шансы на благополучное лечение онкологических заболеваний.

(Nature Cell Biology, 2021, 23, 2, 147-159)