Klasyczna apoptoza przypomina ściśle zaplanowaną operację logistyczną. Po otrzymaniu odpowiedniego sygnału w komórce uruchamiana jest kaskada enzymów zwanych kaspazami, które systematycznie rozkładają białka komórkowe, prowadząc do jej uporządkowanej likwidacji. Badacze z Instytutu Nauki Weizmanna w Izraelu zaobserwowali jednak coś dziwnego. Pewna grupa komórek, nawet po wystawieniu na śmiertelne dawki promieniowania, która powinna uruchomić ten proces, nie poddaje się. Co więcej, nie tylko przetrwa, ale później aktywnie uczestniczy w naprawie uszkodzonej tkanki. Jak to możliwe, że komórka przeżywa swoje własne samobójstwo?
Dwa typy komórek, które przeżyły
Aby rozwikłać tę zagadkę, zespół pod kierownictwem Eli Arama i Tslila Brauna przeprowadził serię precyzyjnych eksperymentów na larwach muszek owocowych. Badacze poddali je działaniu promieniowania jonizującego, a następnie, przy użyciu specjalnych czujników, przyjrzeli się komórkom, które pomimo aktywacji ścieżki apoptozy wciąż żyły. Wynik był zaskakujący i doprowadził do wyodrębnienia dwóch całkowicie osobnych populacji komórek nabłonkowych o niezwykłej odporności.
Czytaj też: Społeczeństwo upada? Naukowcy mają intrygujące dowody w tej sprawie
Pierwszą grupę nazwano DARE. Te komórki uruchamiają początkowy sygnał śmierci, aktywując kaspazę inicjującą o nazwie Dronc. Na tym jednak etapie proces się urywa. Specjalne białka związane z mitochondriami skutecznie blokują aktywację kaspaz efektorowych: tych, które odpowiadają za ostateczne „pocięcie” komórki od środka. Druga populacja, oznaczona jako NARE, działa jeszcze sprytniej. W ogóle nie aktywuje kaspazy Dronc, omijając tym samym całą ścieżkę sygnałową prowadzącą do apoptozy. To nie są pojedyncze, zbuntowane komórki, lecz zorganizowane grupy stosujące różne strategie przetrwania.
Prawdziwie fascynujące jest to, że obie populacje nie działają w izolacji. Tworzą one skomplikowany system wzajemnego wsparcia i kontroli, przypominający biologiczny feedback. Komórki DARE wydzielają sygnały wzrostu, które stymulują rozwój i aktywność komórek NARE. Te z kolei odsyłają sygnały, które pomagają utrzymać homeostazę, czyli równowagę w odbudowywanej tkance, zapobiegając potencjalnie niebezpiecznemu, nadmiernemu namnażaniu się komórek DARE. One same również działają jak hamulec, pilnując, by komórki NARE nie wymknęły się spod kontroli.
Czy uda się oszukać nowotwór?
Odkrycie izraelskich naukowców rzuca zupełnie nowe światło na wyzwania w leczeniu raka. Radioterapia, stosowana u około dwóch trzecich pacjentów onkologicznych, działa między innymi poprzez indukcję apoptozy w komórkach nowotworowych. Jeśli komórki rakowe potrafią wykorzystywać mechanizmy podobne do tych opisanych u komórek DARE i NARE, staje się jasne, dlaczego terapia bywa nieskuteczna. Guz może nie zostać całkowicie zniszczony, ponieważ jego część „zombifikuje się”, przeczekuje burzę, a potem odradza, prowadząc do nawrotu choroby.
Czytaj też: Chemicy rozgryźli zagadkę sprzed 80 lat. Klucz do kontroli ‘ręczności’ cząsteczek
Perspektywa, jaka się tu rysuje, jest obiecująca. Zamiast zwiększać dawki promieniowania, co niesie poważne skutki uboczne dla zdrowych tkanek, można by pomyśleć o terapiach celowanych. Polegałyby one na zablokowaniu konkretnych białek czy ścieżek sygnałowych, które pozwalają komórkom nowotworowym na wejście w ten stan zawieszonej śmierci. To podejście wymagałoby głębokiego zrozumienia molekularnych podstaw oporności i prawdopodobnie spersonalizowanych strategii leczenia.