Гипоксия оказалась другом и врагом рака одновременно

Клеточная адаптация к гипоксии считается одним из фундаментальных аспектов природы рака, в особенности для солидных опухолей. Известно, что большинство опухолей не могут расти, пока не найдут способ образовывать новые кровеносные сосуды, чтобы обеспечить себя кислородом и питательными веществами. Ученые также знают, что в периоды между образованием новых кровеносных сосудов для солидных опухолей характерны периоды гипоксии.

Предыдущие исследования уже изучали долгосрочное влияние гипоксии на рост опухоли и вскоре ученые узнали, что длительное кислородное голодание способствует развитию рака. Между тем другие исследования показали, что некоторые определяющие гипоксию факторы (HIF) могут действовать в качестве супрессоров опухоли.

Исследователи из Колорадского университета решили поставить точку в этих спорах и стали изучать поведение раковых клеток сразу после лишения их кислорода и в долгосрочной перспективе. В результате им удалось идентифицировать сотни индуцированных гипоксией генов и оценить их функции на развитие рака.

Оказалось, что сразу после лишения клетки кислорода ее первой реакцией становится прекращение роста. В первую очередь, это происходит для сохранения существующих питательных веществ.

Это означает, что на данном первичном этапе гипоксия способствует подавлению роста опухоли за счет блокировки синтеза новых белков, сделали вывод ученые.

Однако затем все меняется. После длительных периодов гипоксии опухоли вторгаются в соседние ткани в поисках кислорода и вскоре начинают расти и метастазировать.

«Было много споров о том, способствуют ли эти индуцированные гипоксией факторы росту опухоли или наоборот, предотвращают развитие рака. Мы видим, что в какой-то степени были правы все», — прокомментировал автор работы Хоакин Эспиноза.

Важно отметить, что механизмы подавления и стимулирования роста опухоли, вызываемые HIF, поддаются терапевтическому вмешательству. Например, подавление роста опухоли осуществляется ингибированием фермента mTOR и для этих целей уже доступны лекарства. С другой стороны, после длительного периода гипоксии HIF помогает раковым клеткам разрушать внеклеточный матрикс и покидать лишенную кислорода опухоль, чтобы распространяться в другие здоровые ткани.

«Это означает, что не следует всегда пытаться отключить гипоксию. Вместо этого нужно понять, когда именно гипоксия запускает процесс метастазирования», — подчеркнул Эспиноза.

Авторы надеются, что результаты их исследования послужат ориентиром для других исследовательских групп для разработки целевых методов лечения, которые будут воздействовать не только на сами раковые клетки, но и на сопутствующие процессы в нужное время.

Между тем ученые из Франции определили белок, который может остановить процесс метастазирования опухоли. Выяснилось, что он играет ключевую роль при отделении раковых клеток от внеклеточного матрикса, чтобы начать процесс распространения в соседние ткани.