Изучение организации опухолевых клеток дает надежду на новое лечение рака

Исследователи из Комплексного онкологического центра имени Йонссона при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (КУЛА) использовали позитронно-эмиссионную томографию и электронную микроскопию для создания трехмерных карт митохондриальных сетей с высоким разрешением. Используя возможности искусственного интеллекта, они проанализировали архитектуру сотен клеток и тысяч митохондрий в опухоли, пишет New Atlas.

В Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и увлекательные новости из мира науки!

Хорошо известно, что митохондрии играют ключевую роль в подпитке роста рака. Лечение направлено на эти микроскопические органеллы различными способами, включая блокирование их источника питания для подавления выработки энергии, их уничтожение с помощью коктейля лекарств и использование их работы в качестве раннего признака рака.

"Наше исследование представляет собой первый шаг к созданию высокодетальных трехмерных карт опухолей легких с использованием генетически модифицированных моделей мышей, – сказал Дэвид Шэкелфорд, доцент медицины Калифорнийского университета и соавтор исследования, – Используя эти карты, мы начали создавать структурный и функциональный атлас опухолей легких, что позволило нам получить ценные сведения о том, как опухолевые клетки организуют свою клеточную архитектуру в ответ на высокие метаболические потребности опухолевого роста. Наши результаты обещают стать источником информации и улучшить текущие стратегии лечения, а также открыть новые направления для борьбы с раком легких".

Митохондрии – это крошечные органеллы внутри клеток, которые перерабатывают пищу для выделения в виде энергии, или клеточного дыхания, которое, по сути, является источником питания. Лучшее понимание общей клеточной активности в опухоли жизненно важно, учитывая, что раковые клетки в значительной степени зависят от энергии, которую они получают через митохондриальное дыхание.

Были изучены два основных подтипа рака – аденокарциномы и плоскоклеточные карциномы. Исследователи обнаружили различные субпопуляции митохондриальных сетей. Они обнаружили, что митохондрии часто объединяются с такими органеллами, как липидные капли (жир), создавая субклеточные структуры для поддержания метаболизма опухолевых клеток.

"Наше исследование позволило обнаружить новую находку в метаболическом потоке опухолей легких, показав, что их предпочтение питательных веществ может определяться соединением их митохондрий с другими органеллами, опирающимися либо на глюкозу (сахар), либо на свободные жирные кислоты, – сказал Мингки Хань, исследователь из Калифорнийского университета и соавтор работы, – Для лечения это означает, что, определив архитектуру сетей митохондрий, исследователи могут иметь больше возможностей для разработки целевых терапий, направленных на борьбу с этой структурой и предпочтительными питательными веществами, которые требуются клеткам в данный момент".

"Это открытие имеет важные последствия для разработки эффективных противораковых терапий, направленных на специфические для опухоли предпочтения в питательных веществах, – сказал доктор Хань, – Наш подход к мультимодальной визуализации позволил нам раскрыть этот ранее неизвестный аспект метаболизма рака, и мы считаем, что он может быть применен к другим типам рака, прокладывая путь для дальнейших исследований в этой области".

Исследователи считают, что их исследование на мышах станет основой для создания аналогичного окна в сложный мир митохондриальной архитектуры в опухолях легких человека.

Смотрите 3D-карту митохондриальной сети подтипа рака аденокарциномы в ультраразрешении на видео ниже:

Ранее Фокус писал о прорыве в лечении рака легких. Специфические импланты способны уничтожать клетки опухоли за короткий промежуток времени.