Хромосомы раковых клеток с ДНК, окрашенной в синий цвет, теломерами, окрашенными в зеленый цвет, и центромерами, окрашенными в розовый цвет.
Исследователи нашли ответ на вопрос, который озадачивал онкологов на протяжении 30 лет. По их словам, выводы могут иметь значение для повышения эффективности лучевой терапии в лечении рака.
Лучевая терапия работает, повреждая ДНК в раковых клетках, чтобы вызвать гибель таких клеток. Но не все раковые клетки внутри опухоли умирают одинаково после лучевой терапии, и до сих пор ученые не были уверены, почему.
«Удивительным результатом нашего исследования стало то, что восстановление ДНК, которое обычно защищает здоровые клетки, определяет, как раковые клетки погибают после лучевой терапии», — говорит профессор Тони Чезаре, руководитель отдела целостности генома в медицинском научно-исследовательском институте в Австралии.
«ДНК внутри наших клеток постоянно подвергается повреждениям, и восстановление ДНК происходит постоянно, чтобы исправить это и сохранить наши клетки здоровыми. Однако теперь, похоже, эти процессы восстановления могут распознавать, когда происходит сильное повреждение (например, в результате радиотерапии), и давать раковой клетке команду, как ей умереть».
Ученые использовали технологию покадровой микроскопии живых клеток, чтобы следить за облученными клетками в течение недели после лучевой терапии. Они обнаружили, что когда повреждение ДНК восстанавливалось методом, называемым «гомологичной рекомбинацией», раковые клетки погибали во время митоза (деления клеток).
«Критичным является то, что гибель во время деления клеток остается незамеченной иммунной системой, поэтому она не активирует иммунный ответ», — говорит Тони Чезаре. «Это не то, чего мы хотим».
Исследователи обнаружили, что клетки, использующие другие методы восстановления ДНК, выживают в процессе деления, но при этом выделяют в клетку побочные продукты восстановления ДНК.
«Для клетки эти побочные продукты восстановления выглядят как вирусная или бактериальная инфекция», — говорит Чезаре. «Это заставляет раковую клетку умирать таким образом, что иммунная система получает сигнал тревоги. А это именно то, что мы хотим».
Ученые утверждают, что эти результаты дают ответ на клинический вопрос, который озадачивал исследователей в этой области на протяжении 30 лет.
«То, как опухолевые клетки погибают после лучевой терапии, зависит от задействования определенных путей репарации ДНК, особенно когда облучение проводится в очень высоких, сфокусированных дозах», — говорят они.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что можно заставить раковые клетки, обработанные радиотерапией, погибнуть таким образом, чтобы это послужило сигналом тревоги для иммунной системы.
Это открывает новые возможности для повышения эффективности лучевой терапии за счет ее сочетания с другими методами лечения, в частности иммунотерапией, для увеличения числа случаев излечения от рака.
Результаты опубликованы в Nature Cell Biology.