Экзосомная биология поможет в создании лекарств от рака

Закон генетики гласит: что верно для мухи, то верно и для слона. Иллюстрации с сайта www.bio.indiana.edu

Самки дрозофил склонны к промискуитету, с чем вынуждены бороться самцы мух, для чего у них имеются вспомогательные железки, выделяемый секрет которых способствует поддержанию жизнеспособности спермиев, повышению числа оплодотворенных яйцеклеток и т.д. В Оксфорде установили, что клетки железок (аналога простаты у мужчин) секретируют экзосомы, то есть ничтожно малые пузырьки-везикулы, с помощью поверхностных белковых рецепторов связывающиеся с оболочкой-мембраной клеток-«мишеней» репродуктивного тракта самки. Уменьшение числа экзосом в семенной жидкости генетически модифицированных самцов приводило к повышению способности самок к повторной копуляции с другими самцами.

Ученые выявили и ген, отвечающий за производство экзосом у самцов. Им оказался хорошо знакомый молекулярным онкологам и эмбриологам BMP – Bone Morphogenic Protein, – который необходим для формирования костей и конечностей, откуда и его название (с англ. «bone» – «кость»). Мутации гена обнаруживаются при разных опухолях человека – например, предстательной железы у мужчин и раке груди у женщин. Авторы статьи в J. of Cell Biology полагают, что экзосомы с BMP или каким-то его компонентом способствуют метастазированию раковых клеток.

На экзосомы грешат и авторы статьи в «Трудах АН США», присланной сотрудниками университетов Тель-Авива и Техаса. Свое внимание они сфокусировали на дендритных клетках, которые являются своего рода «офицерами связи» между клетками врожденного и приобретенного иммунитета. Дендритные клетки выделяют экзосомы с так называемым ядерным фактором кВ (NF-kB), с помощью которых поддерживают межклеточную коммуникацию. В Университете штата Огайо показали, что Nf-kB подавляет смерть иммунных клеток, поддерживая их способность к делению за счет стимуляции генов иммунной супрессии (чтобы не было аутоиммунных заболеваний). Один из таких генов – VEGF; он отвечает за клетки, выстилающие сосуды изнутри. Блокирование VEGF останавливает разрастание опухолевых сосудов (ангиогенез).

Дрозофилы, с их быстрой сменой поколений, – любимый экспериментальный объект для генетиков. Фото с сайта www.fruitfly.org

Присуждение Нобелевской премии по медицине за 2014 год показало, какого прогресса с 1971 года, когда было сделано первое наблюдение, достигли исследовательские методы. Сегодня врачи имеют возможность заглянуть в живой мозг задолго до проявления первых признаков расстройств. Журнал Radiology поместил описание нового метода визуализации мозгового кровотока, который на примере полутора сотен испытуемых показал, что даже слабые нарушения умственной деятельности можно определять задолго до появления первых симптомов. Было показано, что «нелады с головой» максимально выражены в заднем отделе поясной – цингулярной – извилины, опоясывающей срединную (медиальную) поверхность полушария.

Нарушения когнитивных способностей человека, конечно же, не рак, но хорошо известно, что мозговые опухоли «произрастают» из клеток глии, или «клея» белого вещества. Сотрудники Университета Айовы разместили на своем сайте яркую цветную картинку, показывающую атаку микроглии на нейроны, что может быть причиной указанных выше расстройств.

По другую сторону Атлантики, в Университете Гуттенберга, что в г. Майнц (ФРГ), также в цвете показали экзосомную атаку на нейроны. Экзосомы в норме помогают нервным клеткам получить необходимый для их жизни фермент каталазу. Этот фермент нейтрализует агрессивные кислородные радикалы, во множестве образующиеся при интенсивной работе. Секретируют столь полезные экзосомы – олигодендроциты, отличающиеся от других глиальных клеток малым числом дендритных отростков, откуда и название (PTRS). До сих пор было известно, что «олиго» образуют изолирующую миелиновую оболочку вокруг нервных аксонов. Разрушение миелиновой оболочки является аутоиммунным заболеванием, известным под названием «рассеянный склероз».

Помимо каталазы с экзосомами нейроны получают и многие другие вещества и биополимеры, которые необходимы для их жизни. В Университете Гуттенберга показали, что продукт олигодендроцитов крайне важен для минимизации пагубного эффекта мозговой ишемии, то есть нехватки кислорода, приносимого сосудами. В норме секрет важен и для предупреждения так называемого окислительного стресса, который в крайнем случае может приводить к многочисленным повреждениям ДНК, что, в свою очередь, может стимулировать раковые гены и рост глиальных опухолей. Таким образом, экзосомная биология показывает молекулярным фармакологам новые мишени для действия будущих лекарств.