Опухоль с собственным мозгом? Учёные нашли у рака скрытые командные центры роста

Учёные всё чаще находят в клетках рака неожиданные механизмы выживания. Последнее открытие из США показало, что злокачественные клетки способны использовать молекулы РНК не по прямому назначению. Если в норме они служат "курьерами" для переноса генетической информации, то при некоторых формах рака РНК превращается в строительный материал, подпитывающий опухоль изнутри.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications группой из Центра медицинских наук Техасского университета A&M (Texas A&M Health).

Как РНК превращается в "топливо"

В нормальной клетке РНК помогает синтезировать белки, копируя инструкции с ДНК. Однако при агрессивных опухолях этот процесс меняется. Учёные выяснили, что при транслокационной почечно-клеточной карциноме (ТПКК) - редкой форме рака почки — молекулы РНК начинают выполнять иную функцию.

"Раковые клетки формируют особые жидкоподобные структуры в ядре — так называемые конденсаты, которые действуют как командные пункты роста опухоли", — отмечается в публикации.

Эти структуры создаются вокруг молекул РНК, превращённых в основу для "капельных центров". Конденсаты активируют гены, отвечающие за деление и агрессивное поведение клеток, усиливая скорость роста опухоли.

Почему это важно? Потому что ранее считалось, что РНК не может выполнять структурную роль. Теперь ясно: она может не только передавать информацию, но и участвовать в физическом строительстве внутриклеточных комплексов.

Агрессивный рак у молодых

ТПКК чаще всего диагностируют у детей и молодых взрослых. Болезнь связана с генетическими ошибками — онкофузиями TFE3, возникающими при слиянии хромосом. Эти гибридные гены запускают хаотичные сигналы роста, делая опухоль особенно устойчивой к терапии.

Ранее не было понятно, почему такие слияния приводят к столь мощной активности раковых клеток. Исследование показало, что именно онкофузии заставляют РНК менять поведение: она перестаёт быть "мессенджером" и превращается в компонент, который собирает конденсаты.

Сравнение с обычными почечными опухолями показывает разницу: при стандартных мутациях РНК остаётся пассивной, тогда как при ТПКК она становится строительным материалом для новых внутриклеточных структур.

Можно ли обнаружить эти конденсаты у человека? Да, с помощью флуоресцентной микроскопии. Учёные наблюдали, как в ядре клетки образуются микрокапли, концентрирующие онкофузионные белки и РНК.

Механизм, который можно выключить

После того как учёные поняли принцип работы этих структур, они создали хемогенетический инструмент - своеобразный "молекулярный выключатель". Он состоит из нанотела, соединённого с белком, способным растворять конденсаты.

При введении химического сигнала белок активируется и разрушает структуру. Когда конденсаты исчезают, рост опухоли резко прекращается. Этот эффект подтвердили не только на культурах клеток, но и в экспериментах на мышах.

"Воздействие на образование конденсата открывает новый подход к лечению. Поскольку многие детские опухоли тоже связаны с белками слияния, технология растворения конденсатов может стать универсальной стратегией борьбы с раком", — заявил профессор Юбин Чжоу, директор Центра трансляционных исследований рака при Texas A&M Health.

Что делает открытие уникальным? Оно впервые показывает, что вмешательство не в гены, а в физические структуры внутри ядра способно остановить рост опухоли.

Потенциал новой терапии

Классические методы лечения — химиотерапия и таргетные препараты — нацелены на белки или ДНК. Новый подход действует иначе: он лишает клетку способности организовывать свои сигнальные центры.

А что если применить метод к другим видам рака? Учёные считают, что это возможно. Многие злокачественные опухоли, включая саркомы и лейкозы, также образуют конденсаты при помощи онкофузий. Если удастся универсализировать механизм растворения, он может стать новой платформой для терапии.

Пока метод находится на стадии лабораторных испытаний, но результаты обнадёживают: у мышей с внедрённым "переключателем" рост опухоли полностью останавливался без выраженных побочных эффектов.

Сравнение с иммунотерапией показывает, что новая технология действует точнее: она не активирует иммунную систему, а напрямую разрушает механизмы, поддерживающие деление клеток.

Что открытие меняет в понимании рака

Научное значение работы выходит за рамки онкологии. Оно доказывает, что жидкие конденсаты - фундаментальный биологический процесс, который клетки используют не только в норме, но и при болезнях.

Теперь исследователи рассматривают возможность создания препаратов, способных воздействовать на такие структуры точечно, без повреждения здоровых тканей. Это может стать альтернативой токсичным методам лечения, которые поражают весь организм.

А что если "капельные центры" можно будет контролировать заранее? Тогда медицина получит инструмент для профилактики агрессивных опухолей — возможность останавливать процесс ещё до формирования устойчивых клеток.

Интересно, что аналогичные механизмы образования жидких капель наблюдались и у вирусов, включая SARS-CoV-2: они также создают внутриклеточные конденсаты для ускорения репликации. Это сближает онкологию и вирусологию, открывая новое направление исследований.