Ученые из Медицинской школы Университета Тулейна обнаружили, если клетки животных получают дополнительный набор хромосом, что называется полиплоидией, они запускают сигнальный путь, отвечающий за стресс. Это приводит к повышению их подвижности и способности поглощать соседние клетки с нормальным набором хромосом. Исследование, опубликованное журнале JCB, это открывает возможности для разработки принципиально новых методов воздействия на полиплоидные раковые клетки, которые, по мнению ученых, играют ключевую роль в развитии агрессивных опухолей и снижают эффективность лечения.
Обычно клетки животных диплоидны, то есть обладают двумя наборами хромосом: один набор унаследован от матери, а другой — от отца. Тем не менее, в некоторых случаях клетки могут приобретать дополнительные наборы хромосом, становясь полиплоидными. Это может произойти, например, если хромосомы продублируются в процессе подготовки к делению, но не разделятся. Наличие дополнительных хромосом может повысить жизнеспособность клеток, позволяя им лучше переносить стрессовые условия и увеличивать размеры тканей. В некоторых случаях это является нормальной и даже важной частью процесса развития, поскольку, к примеру, многие клетки печени содержат четыре и более набора хромосом. В то же время, в опухолях полиплоидные раковые клетки могут стимулировать рост опухоли, обеспечивать выживание раковых клеток и увеличивать их устойчивость к лечению.
В рамках недавнего исследования профессор Ву-Минь Дэн и его соавторы из Медицинской школы Тулейнского университета проанализировали воздействие полиплоидии на поведение клеток, которые в норме обладают диплоидным набором хромосом. Ученые спровоцировали формирование полиплоидных клеток у плодовых мушек и выявили, что они стали проявлять большую подвижность и динамичность, перемещаясь по тканям вместо того, чтобы оставаться на одном месте. Кроме того, полиплоидные клетки получили возможность поглощать расположенные рядом диплоидные клетки, особенно если те находились в нездоровом состоянии и подвергались гибели. В контексте онкологических заболеваний подобное поведение может содействовать распространению злокачественных клеток в прилегающие ткани и органы, а также обеспечивать выживание наиболее агрессивных и жизнеспособных раковых клеток за счет менее сильных.
Наличие избыточного количества хромосом в полиплоидных клетках обуславливает повышенную продукцию белков. Это создает избыточную нагрузку на клеточные структуры, ответственные за синтез белка, что влечет за собой образование активных форм кислорода и, как следствие, активацию клеточного стрессового пути, в котором задействован фермент JNK. Применение антиоксидантов к мухам или подавление пути JNK уменьшало способность полиплоидных клеток к миграции через ткани.
Для определения, наблюдается ли аналогичный эффект при раке у людей, Дэн и его команда индуцировали полиплоидию в клетках рака легких. Полученные полиплоидные раковые клетки продемонстрировали повышенную подвижность, однако этот эффект был подавлен антиоксидантами или ингибиторами JNK.
«Полученные нами данные крайне важны для понимания биологии развития рака, так как полиплоидные клетки нередко обнаруживаются в агрессивных опухолевых образованиях, устойчивых к лечению, — отмечает Дэн. — Высокое содержание активных форм кислорода и активация JNK, вероятно, обуславливают повышенную миграционную способность полиплоидных раковых клеток. Следовательно, направленное воздействие на стрессовые сигнальные пути в полиплоидных клетках может открыть новые возможности для разработки терапевтических подходов, направленных на снижение инвазивности опухоли».
[Фото: ©2026 Zhou и др. Первоначально опубликовано в журнале «Журнал клеточной биологии». https://doi.org/10.1083/jcb.202507096 ]