Количество митохондрий влияет на эффективность терапии от рака

Исследователи из Медицинской школы Маунт-Синай и IBM нашли новый ключ к пониманию того, почему раковые клетки с одинаковыми геномами по-разному реагируют на одну и ту же терапию. В статье, опубликованной в Nature Communications, исследователи впервые рассказали, что количество митохондрий в клетке в значительной степени связано с тем, как рак реагирует на лекарственную терапию.

Рак является второй по значимости причиной смерти в мире. Хотя методы лечения рака продолжают улучшаться по мере развития технологий, исследователи и врачи не могут объяснить разнообразие реакций раковых клеток на лечение. Во многих случаях раковые клетки с соответствующим генетическим составом будут по-разному реагировать на одно и то же лечение. Исследователи объединили вычислительные и биологические методы, чтобы найти ключ к такому поведению клеток.

Клетки погибают при попадании в них бактерий или вирусов. Но также, чтобы обеспечить нормальное функционирование, наш организм ежедневно уничтожает миллиарды клеток; этот  процесс известен как «запрограммированная гибель клеток» или апоптоз. Митохондрии, часто называемые «электростанцией» клетки благодаря своей способности вырабатывать клеточную энергию, также могут выступать в качестве катализатора в активации запрограммированной гибели клеток, и некоторые противораковые препараты работают, активируя этот процесс. Эта функция побудила исследователей изучить гипотезу о том, что раковые клетки с одинаковым генетическим составом, но с разным количеством митохондрий могут иметь различную восприимчивость при воздействии одних и тех же препаратов, способствующих апоптозу.

Исследователи обнаружили, что различные типы клеток подвергаются воздействию шести концентраций проапоптотического лекарственного средства, измерив количество митохондрий в выживших клетках (у выживших клеток было больше митохондрий, чем в необработанных клетках). Это свидетельствует о том, что клетки с меньшим количеством митохондрий более склонны реагировать на определенные лекарственные препараты.

Чтобы проанализировать эти данные, исследователи использовали математическую структуру под названием DEPICTIVE, определяющую влияние параметров на изменчивость от клетки к клетке, чтобы количественно оценить изменчивость в выживании или гибели клеток в зависимости от количества митохондрий. В целом, благодаря этой структуре удалось определить, что изменчивость митохондрий объясняет до 30 процентов различных ответов на проапоптотический препарат.

«Улучшение нашего понимания взаимосвязи между количеством митохондрий и лекарственной реакцией может привести к более эффективному целевому лечению рака, что позволит найти новые способы решения проблемы лекарственной резистентности, - говорит Пабло Мейер, профессор кафедры генетики и геномики, соавтор публикации. - Результаты этого исследования были междисциплинарными и стали возможными только благодаря тесному научному сотрудничеству между Маунт-Синай и IBM».

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190321092209.htm