Nature Cell Biology: Выяснилось, как раковые клетки гибнут после радиотерапии

Ученые из Детского медицинского исследовательского института, CMRI, разгадали загадку в исследовании рака — почему клетки умирают по-разному после радиотерапии. Это удивительное открытие открывает новые возможности для улучшения лечения и увеличения числа излечений.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cell Biology первым автором — доктором Радославом Шмыдом из отдела целостности генома CMRI, которым руководит профессор Тони Чезаре.

Лучевая терапия (также называемая радиотерапией) — важнейший вид лечения рака. Ученые десятилетиями пытались понять, почему лучевая терапия убивает клетки одной и той же опухоли по-разному. Это важно, потому что некоторые формы гибели клеток остаются незамеченными иммунной системой, в то время как другие вызывают иммунный ответ, который убивает другие раковые клетки. Задействовать иммунную систему пациента для уничтожения раковых клеток и очищения опухоли — одна из основных целей лечения рака.

Удивительный результат нашего исследования заключается в том, что восстановление ДНК, которое обычно защищает здоровые клетки, определяет, как раковые клетки умирают после радиотерапии, — говорит профессор Чезаре.

ДНК внутри наших клеток постоянно подвергается повреждениям, и ремонт ДНК происходит постоянно, чтобы исправить эти повреждения и сохранить наши клетки здоровыми. Однако теперь, похоже, эти процессы восстановления могут распознавать, когда происходит чрезмерное повреждение — например, в результате радиотерапии, — и сообщать раковой клетке, как ей умереть.

Когда ДНК, поврежденная в результате лучевой терапии, была восстановлена методом, называемым гомологичной рекомбинацией, раковые клетки погибли в процессе размножения — процесса, называемого клеточным делением или митозом. Очень важно, что смерть во время деления клеток остается незамеченной иммунной системой, поэтому она не активирует иммунный ответ. Это не то, чего мы хотим.

Однако клетки, которые справились с поврежденной радиацией ДНК с помощью других методов восстановления ДНК, выжили в процессе деления клеток, но сделали это, выпустив побочные продукты восстановления ДНК внутрь клетки. Для клетки эти побочные продукты восстановления выглядят как вирусная или бактериальная инфекция. В результате раковая клетка погибает, что настораживает иммунную систему. Чего мы и добиваемся.

Команда показала, что блокирование гомологичной рекомбинации изменило способ гибели раковых клеток — то есть теперь они погибали таким образом, что вызывали сильный иммунный ответ. Команда также обнаружила, что раковые клетки, имеющие мутации в BRCA2 — гене, который очень важен при раке молочной железы и необходим для гомологичной рекомбинации, — не погибают в митозе после радиотерапии. Помимо решения крупной научной загадки, эти открытия позволят использовать препараты, блокирующие гомологичную рекомбинацию, для того чтобы заставить раковые клетки, подвергшиеся радиотерапии, умирать таким образом, чтобы предупредить иммунную систему о существовании рака (который иммунная система ранее не замечала), сигнализируя о том, что рак необходимо уничтожить.

Профессор Чезаре приписывает эти открытия технологии живого клеточного микроскопа, которая позволила его команде следить за облученными клетками в течение недели после лучевой терапии. «Живая визуализация показала нам всю сложность результатов после лучевой терапии, что позволило нам выяснить, почему это произошло».

Соруководитель проекта, профессор Харриет Ги (Harriet Gee), радиационный онколог из Местной сети радиационной онкологии Западного Сиднея (Western Sydney Local Health District Radiation Oncology Network), говорит, что полученные результаты отвечают на клинический вопрос, который озадачивал специалистов в этой области на протяжении 30 лет.

Мы обнаружили, что способ, которым опухолевые клетки погибают после радиотерапии, зависит от задействования специфических путей восстановления ДНК, особенно когда облучение проводится в очень высоких, целенаправленных дозах. Это открывает новые возможности для повышения эффективности облучения в сочетании с другими методами лечения, в частности с иммунотерапией, для увеличения числа излечений от рака.

Профессор Чезаре отметил, что доктор Шмид шесть лет работал над этим «невероятно сложным орехом»:

Упорство, необходимое для проекта такого масштаба, является свидетельством заслуг Радека и его команды. Все знают о пациентах, борющихся с раком. Открыть что-то подобное, что может существенно изменить жизнь людей, очень приятно.

Ранее ученые сообщили, как с раком связан высокий холестерин.

13.01.2025