Злочинні клітини. ТЮБ 2016

Слайд 1 19. «Злочинні» клітини. Вчені Кембриджського університету, досліджуючи механізми розвитку новоутворень, зокрема базально-клітинної карциноми, активацією онкогенів у стовбурових клітинах і недиференційованих клітинах шкіри, отримали цікаві результати. Виявилося, що з клітин-попередників можуть розвиватися доброякісні новоутворення, а зі стовбурових — злоякісні. Сформулюйте власну концепцію для пояснення цього феномену.

Слайд2 Клітини нашого тіла постійно ростуть і діляться для того, щоб замінити пошкоджені або старі клітини. Тому завжди існує ймовірність виникнення помилки. В нашому організмі існує механізм попередження і виправлення цих помилок, але і він може давати збій. Це найбільш ймовірно при впливі канцерогенів, травми, а також несприятливих умовах для функціонування цих механізмів. Якщо механізм контролю поділу клітини виходить з ладу то виникає неконтрольоване зростання і ділення.

Слайд3 Дослідники з Кембриджського університету вперше виявили первинну клітину, з якої виростає злоякісна пухлина — базально-клітинна карцинома. Це найбільш поширений вид злоякісних новоутворень шкіри і нараховує більше 90% всіх випадків раку шкіри.

Слайд4Загальною характеристикою злоякісних пухлин є їх виражений тканинний атипізм, активний ріст з ураженням, як самого органу, так і інших прилеглих органів, схильність до метастазування, тобто до поширення клітин пухлини із током лімфи або крові по всьому організму з утворенням нових осередків пухлинного росту в багатьох органах, віддалених від первинного осередку.

Слайд5Вченим вдалося визначити ланцюжок подій, що приводить до росту новоутвореннь. Клітини шкіри постійно замінюються новими, які з'являються завдяки активності стовбурових клітин. Існують дві досить широкі категорії стовбурових клітин ссавців: ембріональні, що походять безпосередньо від бластоцистів, та стовбурові клітини дорослого організму, що знаходяться у зрілих тканинах.ЕС клітини є плюрипотентними, вони дають початок усім трьом шарам ембріону. Іншими словами, вони можуть перетворитися на усі типи клітин дорослого організму. Стовбурові клітини дорослого організму діють як репараційна система для тіла, відновлюючи та підтримуючи потрібну кількість спеціалізованих клітин. Багато цих клітинних ліній, краще було б визначити як прогеніторні клітини, адже вони мають обмежені потенції до диференціювання.

Слайд6 Для того, щоб самовідтворюватися і перетворюватися в інші типи клітин, стовбурові клітини розмножуються двома шляхами.Симетричний поділ, коли обидві дочірні клітини стовбурові, і асиметричний поділ, коли одна дочірня клітина стовбурова, а інша —клітина-попередник для інших типів клітин. Прогеніторна клітинамає менше можливостей для самовідтворення, ніж стовбурова. Цілком імовірно, що різниця на молекулярному рівні між цими поділами полягає у розподілі між дочірніми клітинами білкового рецептору, що знаходиться на цитоплазматичній мембрані.

Слайд7Стовбурові клітини залишаються недиференційованими завдяки зовнішнім сигналам у їхній особливій ніші. Власне тоді клітина перебуває у фазі G₀ і тимчасово припиняє ділитись. Коли стовбурові клітини залишають цю нішу або більше не отримують відповідного сигналу, вони починають диференціюватися. Були вивчені сигнали, що стимулюють перепрограмування клітин до ембріонального виду. Ці сигнальні шляхи об'єднують декілька транскрипційних факторів у тому числі й білок с-Мус. Саме с-Myc є транскрипційним фактором, який регулює експресію величезної кількість інших білків, серед яких також є численні активатори клітинного поділу.Досліди на дрозофілі довели, що існує спеціальний сигнал dpp, який стримує стовбурові клітини дрозофіли від диференціювання.

Слайд8 Вченим вдалося активували онкоген в стовбурових клітинах і незрілих клітинах шкіри. Виявилося, що клітини-попередники можуть розвиватися в доброякісні пухлини, а стовбурові — в злоякісні. Для того щоб стимулювати проліферацію клітин, протоонкогени повинні перетворитися на клітинні онкогени.Для своїх досліджень фізіологи скористалися трансгенними мишами, які мають у складі свого геному чужорідні гени, в яких легко можна було включити онкоген, продукт якого може стимулювати утворення злоякісної пухлини. Мутації, що викликають активацію онкогенів, підвищують шанси перетворення здорової клітини в ракову.  До останнього була додатково приєднана флуоресцентна мітка, яка дозволяла відслідковувати потомство клітини, де був активований онкоген.

Дослідження показують, що трансформація мишачих клітин у поєднанні із сигналами, що стримують диференціацію, може повернути процес диференціації у зворотний бік і примусити зрілі клітини перетворитися знову на плюрипотентні. Власне так і було визначено, чому з клітин-попередників розвиваються доброякісні новоутворення, а зі стовбурових –злоякісні.  Але необхідність трансформувати ці клітини за допомогою білка-онкогену може стримати уживання цього методу у терапевтичних цілях.

Однак досі не було точно відомо широкому загалу, як саме стовбурові клітини перетворються у злоякісні, а клітини-попередники спричиняють доброякісні новоутворення.

Слайд9Отже, для вирішення цього питання наша команда пропонує одне із можливих пояснень. А саме:клітина-попередник має менше можливостей для самовідтворення, ніж стовбурова,та проходить декілька етапів поділу клітини перед тим, як остаточно диференціюватися у зрілу клітину. Тому ймовірність помилок при диференціації є мінімальною. Процес диференціації стовбурових клітин може порушуватися через пошкодження ДНК або активації специфічних генів, зокрема онкогенів. Причинами є спадкові дефекти і мутації різних генів. Ці гени регулюють внутрішній механізм роботи клітини, завдяки їм стає можливим взаємодія між клітинами, та виправляють власний генетичний матеріал в разі його «поломки».

Слайд10 Дякую за увагу!