Клеточное старение - важнейший противоопухолевый защитным механизм тканей матки

Исследователи Института цитологии (ИНЦ) РАН выявили механизм, который с высокой эффективностью защищает стромальные клетки эндометрия (компонент внутренней оболочки матки, необходимой для репродукции человека) от рака: в случае, если в клетках активируются процессы, приводящие к образования опухоли, то запускается клеточное старение. Результаты исследования опубликованы в научном журнале International Journal of Molecular Sciences, они позволяют уточнить представления ученых о способах защиты от онкологических заболеваний клеток репродуктивной системы человека.

Рак тканей матки является одним из наиболее распространенных видов онкологии среди женщин во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения: ежегодно регистрируются около 600 тысяч новых случаев заболевания. При этом более 300 тысяч женщин умирает от этой патологии.

Сегодня существует большое количество подходов для лечения эндометрия, от хирургического вмешательства (удаления ткани), до химиотерапии (использование фармакологических препаратов). Однако данные подходы могут нанести значительный вред здоровью пациенток, при том, что лечение не всегда заканчивается успешно. Поэтому научные группы по всему миру ведут поиски новых более эффективных способов терапии данного вида рака. Для этого, в частности, требуется исследовать особенности процессов онкогенеза (образования опухолей) в эндометрии.

Кроме того, эндометрий является уникальной тканью, которая под действием половых стероидных гормонов проходит сотни циклов пролиферации, дифференцировки и отслаивания в течение репродуктивной жизни женщины. Высокодинамичная природа эндометрия способствует накоплению соматических мутаций в генах, ассоциированных с раком, что, в свою очередь, повышает риск развития рака у женщин с возрастом. Интересно, что как эпителиальные, так и стромальные клетки, входящие в состав эндометрия, подвержены циклическому воздействию эстрогена и прогестерона.

“Однако, карциномы эндометрия (злокачественная опухоль, развивающаяся в эпителиальном слое эндометрия) занимают лидирующие позиции среди гинекологических злокачественных новообразований, тогда как саркомы эндометрия (злокачественная опухоль, которая развивается из клеток стромы) являются исключительно редкими. Последнее поднимает вопрос о защитных механизмах, которые могут лежать в основе устойчивости стромальных клеток эндометрия к онкогенной трансформации. В своем исследовании мы выяснили, что в в ответ на повышение экспрессии онкогенов в стромальных клетках запускается процесс клеточного старения, препятствующий делению клеток и передаче мутаций клеточным потомкам”, – рассказывает руководитель группы механизмов клеточного старения ИНЦ РАН Александра Бородкина.

В рамках экспериментов in vitro (на модельных клеточных системах в лабораторных условиях) на стромальных клетках искусственно запускалась экспрессия (иначе говоря, повышение активности) мутантной формы гена HRAS. Аналогичная мутация в этом гене является очень распространенной в различных видах рака.

Оказалось, что экспрессия данного онкогена в эндометриальных стромальных клетках приводила к повреждению ДНК, последующей активации системы внутриклеточных сигнальных каскадов, остановке деления и клеточному старению. Запуск клеточного старения является важнейшим механизмом, который препятствует делению клеток с мутациями и таким образом предотвращает развитие рака. Неожиданным результатом экспрессии онкогена HRAS оказалось одновременное снижение активности тумор-супрессора PTEN в клетках. Исследователи показали, что данный процесс сам по себе также приводит к запуску клеточного старения в эндометриальных стромальных клетках, формируя таким образом резервный защитный механизм. Важно, что при дополнительном воздействии эстрогена – гормона, который в эндометрии стимулирует клеточное деление, мутантным клеткам все равно не удавалось избежать процесса старения.

“Из этого мы можем сделать вывод, что стромальные клетки эндометрия обладают мощным противоопухолевым механизмом. Более того, на молекулярном уровне в этих клетках существует несколько резервных систем, контролирующих инициацию клеточного старения в ответ на экспрессию онкогенов. Результаты нашего исследования уточняют представление о механизмах, препятствующих развитию злокачественных новообразований в строме эндометрия. В будущем мы планируем понять, есть ли отличия в реализации этого защитного механизма в эпителиальных клетках эндометрия.”, – поясняет Александра Бородкина.

Данный проект является частью большой работы ученых Группы механизмов клеточного старения ИНЦ РАН по изучению патологий в тканях женской репродуктивной системы. Так, ранее исследователи определили соединения, которые позволяют предотвратить негативное воздействие подвергшихся старению клеток на процессы, происходящие в тканях эндометрия.

В работе использовались линии клеток эндометрия человека из коллекции ИНЦ РАН. Проект поддержан грантом РНФ (№19-74-10038).