Открыт новый тип деления человеческих клеток

Многим видам злокачественных опухолей свойственно явление кратного увеличения количества хромосом в клетке или полиплоидия. Известно, что, например, в 14 и 35 процентов случаев рака молочной железы и рака желудка, соответственно, имеют тройной или более кратный набор. (Напомним, что нормальные клетки человеческого тела имеют двойной набор хромосом).

В основе этого феномена лежит нарушение нормального процесса деления клеток – митоза.

Обычно митозу предшествует стадия синтеза, на которой происходит удвоение генетического материала (образуется копия всех клеточных компонентов). После этого в результате непосредственно митоза образуются два полных клеточных комплекта, которые разнесены физически в пределах одной клетки. На завершающей стадии цитокинеза, клетка делится на две дочерние.

В процессе митоза происходит строго одинаковое распределение хромосом между дочерними ядрами. Этот процесс обеспечивает образование генетически идентичных клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.

До сих пор в представлениях о делении клеток и хромосомном наборе господствуют гипотезы, разработанные более 100 лет назад Теодором Бовери (Theodor Boveri) и его коллегами.

В частности, основываясь на данных, полученных в ходе экспериментов с икрой морских ежей, Бовери предположил, что сбои в механизме деления клеток приводят к образованию аномального хромосомного набора (или кариотипа). Биолог заключил, что следствием этого процесса является бесконтрольное деление и разрастание опухолей.

Гипотезы гипотезами, но современные учёные не покладая рук трудятся над детальным изучением механизмов, которые могли бы подсказать пути борьбы со злокачественными образованиями.

Первоначальной задачей нового исследования Онкологического центра Карбона в университете Висконсина (University of Wisconsin Carbone Cancer Center) было искусственное выращивание человеческих клеток с дополнительным набором хромосом.

Для того чтобы прояснить механизмы, срабатывающие при "неправильном" делении, ведущий автор исследования Марк Буркард (Mark Burkard) и его коллеги создали клетки с аномально большим набором хромосом, то есть аналоги раковых клеток. Затем исследователи химически заблокировали цитокинез и стали наблюдать за происходящим.

"Мы ожидали увидеть образование множества клеток с аномальным хромосомным набором", — рассказывает доктор Буркард в пресс-релизе университета Висконсина.
На самом же деле учёные обнаружили, что большинство появляющихся клеток были нормальными, а образование раковой клетки является, скорее, случайностью.

Получается, что вопреки одной из гипотез Бовери, аномальное деление клеток лишь в редких случаях оказывало длительное негативное влияние на человеческие клетки. По сути, учёные стали свидетелями действия естественного механизма борьбы с развитием раковой опухоли.

Кроме того, к огромному удивлению учёных, наблюдаемые клетки раз за разом делились отличным от митоза путём. Причём каждая новая клетка получала ядро с полным набором хромосом. Расщепление происходило неожиданно: в процессе фазы роста, а не по завершении митоза.

Убедившись, что ничего подобного для клеток человеческого тела ранее не было описано, учёные заявили об открытии нового типа деления человеческих клеток. Механизм получил название "клерокинеза".

На данный момент доктор Буркард и его коллеги могут с уверенностью говорить об образовании дочерних клеток с нормальным набором хромосом только для 90% злокачественных. Но уже этот результат подаёт большие надежды.

После анализа всех данных доктор Буркард предполагает, что в естественных условиях в какой-то момент процесс митоза даёт сбой и на стадии цитокинеза деление клетки терпит неудачу. Именно на этом этапе подключается резервный механизм, который исправляет ошибку.

На следующем этапе учёным предстоит разобраться, какие именно факторы могут быть причиной рокового несрабатывания естественного механизма клерокинеза (что, вероятно, и является одной из причин развития раковой опухоли).

"Если мы сможем управлять этой новой формой деления клеток, мы сможем предотвращать развитие рака", — заключает доктор Буркард.

Но не стоит забывать, что какой бы очевидной не была надежда на долгожданную победу человечества над раком, на достижение заветной цели могут уйти многие годы тяжёлой работы огромного числа специалистов по всему миру.

Первые данные о новом типе деления клеток были представлены научной общественности на ежегодном съезде Американского общества клеточной биологии в Сан-Франциско (American Society for Cell Biology).