Иммунная бомба. Ученые обнаружили клетки, взрывающие опухоли

Международная группа исследователей во главе с учёными из израильского Университета им. Бен-Гуриона обнаружила ранее неизвестный тип иммунных клеток, способных буквально взрываться и уничтожать всё опасное вокруг себя. Открытие было сделано при изучении планарий — небольших плоских червей, которые давно привлекают внимание биологов своими удивительными способностями к регенерации.

Результаты исследования опубликованы в одном из самых авторитетных научных журналов мира. Авторы работы считают, что обнаруженный механизм может в будущем помочь в создании новых методов борьбы с инфекциями и онкологическими заболеваниями.

Клетки, жертвующие собой

Исследование началось с наблюдения за тем, как планарии реагируют на попадание в организм чужеродных тканей. Учёные заметили необычную реакцию: в месте контакта практически мгновенно запускался мощный воспалительный процесс.

Выяснилось, что сигналом тревоги служит гормон активин. Как только его концентрация резко возрастает, особые клетки начинают действовать. Причём делают это крайне необычным способом — буквально взрывают сами себя.

Под микроскопом исследователи увидели, что клетки за считанные секунды распадаются, выбрасывая наружу содержимое, которое уничтожает окружающие потенциально опасные объекты. Скорость процесса настолько велика, что учёные сравнили его со взрывом.

Новый механизм получил название «руптоз» (от англ. слова rupture («разрыв»).

Открытие удивило учёных

В биологии известны различные формы клеточной гибели. Например, апоптоз, который называют запрограммированной смертью клетки, или пироптоз — воспалительный вариант клеточного разрушения. Однако руптоз отличается от них принципиально. Если большинство подобных процессов занимает минуты или даже часы, то здесь всё происходит практически мгновенно. Клетка исчезает за несколько секунд, превращаясь в своеобразный биологический снаряд. По словам исследователей, столь стремительная реакция ранее не наблюдалась ни у одного известного типа иммунных клеток.

Что могут уничтожать «живые бомбы»

Чтобы понять возможности новых клеток, учёные провели серию экспериментов.

Оказалось, что вещества, выбрасываемые при руптозе, способны уничтожать самые разные клетки. В лабораторных условиях они эффективно поражали бактерии кишечной палочки, клетки почек человека и клетки крови мышей. Особенно важно то, что зона действия такого «взрыва» остаётся строго локальной. Разрушительное воздействие ограничивается небольшим участком вокруг погибшей клетки и не запускает цепную реакцию. Это означает, что окружающие ткани не подвергаются масштабному повреждению.

Для медицины такая избирательность имеет огромное значение. Одной из главных проблем современных методов лечения остаётся риск повреждения здоровых клеток. Новый механизм теоретически позволяет воздействовать на цель максимально точечно.

У человека таких клеток нет

Интересно, что обнаруженные клетки относятся не к клеткам крови, а к специализированным железистым клеткам. Их работа связана с резким повышением уровня кальция внутри клетки, что и запускает процесс самоуничтожения.

По мнению исследователей, подобная система сохранилась лишь у древних двусторонне-симметричных животных. В ходе эволюции позвоночные, включая человека, вероятно, утратили этот механизм.

Учёные связывают это с тем, что организмы высших животных обладают значительно меньшими способностями к регенерации тканей, чем планарии. Для червей потеря небольшого количества клеток не представляет серьёзной проблемы: они способны быстро восстановить повреждённые участки тела.

Может ли открытие помочь в лечении рака

Исследователи подчёркивают, что до практического применения открытия ещё очень далеко. Однако уже сейчас оно открывает новые направления для разработки противоопухолевых и антибактериальных технологий.

Если учёным удастся воспроизвести механизм руптоза или создать его искусственный аналог, в будущем может появиться возможность доставлять токсичные вещества непосредственно к опухоли или очагу инфекции, не повреждая здоровые ткани.

Специалисты считают, что обнаружение столь необычного способа иммунной защиты ещё раз показывает, насколько мало человечество знает о механизмах, существующих в природе. Иногда ключ к будущим медицинским прорывам скрывается в организмах, которые на первый взгляд кажутся совершенно непримечательными.