Podle studie zveřejněné v časopise namontujte rakovinné buňky okamžitou, energetickou reakci na to, že jsou fyzicky stlačeny Přírodní komunikace. Nárůst energie je prvním hlášeným příkladem defenzivního mechanismu, který pomáhá buňkám opravit poškození DNA a přežít přeplněné prostředí lidského těla.
Zjištění pomáhají vysvětlit, jak rakovinné buňky přežívají komplexní mechanické rukavice, jako jsou plazí se skrz nádorový mikroprostředí, sklouznou do porézních krevních cév nebo trvale bití krevního řečiště. Objev mechanismu může vést k novým strategiím, které připínají rakovinné buňky, než se šíří.
Vědci v Centru pro genomickou regulaci (CRG) v Barceloně vytvořili objev pomocí specializovaného mikroskopu, který může komprimovat živé buňky na jen tři mikrony široké, asi jeden třicátý průměr lidských vlasů. Zjistili, že to, že během několika sekund od vymačkání mitochondrie v buňkách HeLa vyvolávají na povrch jádra a pumpují v extra ATP, zdroj molekulární energie buněk.
To nás nutí přehodnotit roli mitochondrií v lidském těle. Nejedná se o tyto statické baterie pohánějící naše buňky, ale spíše jako agilní první respondenti, kteří mohou být svoláni v nouzových situacích, když jsou buňky doslova tlačeny na limit. “
Dr. Sara SDELCI, spolupracovní autor studie
Mitochondrie vytvořily halo tak těsné, že se jádro ztmavlo dovnitř. Tento jev byl pozorován u 84 procent omezených buněk rakoviny HeLa, ve srovnání s prakticky žádnými v plovoucích, nekomprimovaných buňkách. Vědci odkazují na struktury „NAM“ pro mitochondrie spojené s jádrem.
Aby zjistili, co NAM udělali, vědci nasadili fluorescenční senzor, který se rozsvítí, když ATP vstoupí do jádra. Signál vzrostl o přibližně 60 procent během tří sekund od stlačených buněk. „Je to jasný znamení, že se buňky přizpůsobují kmeni a převalují jejich metabolismus,“ říká Dr. Fabio Pezzano, spolupravík The Studie.
Následující experimenty odhalily, proč záleží na přepětí. Mechanické squeezing staví DNA do stresu, praskání pramenů a zamotání lidského genomu. Buňky se spoléhají na opravné posádky ATP, aby uvolnily DNA a dosáhly rozbitých míst, aby opravit poškození. Stisknuté buňky, které dostávaly další podporu ATP opravené DNA během několika hodin, zatímco buňky, které se přestaly správně dělit.
Pro potvrzení relevance pro nemoci vědci také zkoumali biopsie prsu od 17 pacientů. Halos NAM se objevil v 5,4 procentech jádra při invazivních nádorových frontách oproti 1,8 procenta v hustém jádru nádoru, což je trojnásobný rozdíl. „Když jsme viděli tento podpis v biopsiích pacienta, přesvědčili nás o relevanci mimo laboratorní lavičku,“ vysvětluje Dr. Ritobrata (Rito) Ghose, spolupravík studie.
Vědci byli také schopni studovat buněčné inženýrství, které umožňuje mitochondriální spěch. Aktinová vlákna, stejné proteinové kabely, které umožňují ohýbat svaly, sloučeni kolem jádra, zatímco endoplazmatické retikulum vyvolává síť podobnou síťovi. Studie ukazuje kombinované lešení, fyzicky zachycuje NAM na místě a tvoří halo podobnou strukturu. Když vědci ošetřovali buňky latrunculinem A, lékem, který demontuje aktin, se tvorba NAM zhroutila a ATP Tide ustupoval.
Pokud metastatické buňky závisí na nárůstech ATP řízených NAM, léky, které blokují lešení, by mohly způsobit, že nádory méně invazivní bez široké otravy mitochondrie a šetří zdravé tkáně. „Mechanické stresové reakce jsou podezřelé zranitelnosti rakovinných buněk, které mohou otevírat nové terapeutické cesty,“ říká Dr. Verena Ruprecht, autorka studie.
Zatímco studie se zaměřila na rakovinné buňky, autoři studie zdůrazňují, že jev je pravděpodobně univerzálním jevem v biologii. Imunitní buňky stisknuté lymfatickými uzlinami, neurony rozšiřujícími větve a embryonální buňky během morfogeneze zažívají podobné fyzické síly.
„Kdekoli jsou buňky pod tlakem, zvýšení jaderné energie pravděpodobně chrání integritu genomu,“ uzavírá Dr. Sdelci. „Je to zcela nová vrstva regulace v buněčné biologii, což znamená zásadní posun v našem chápání toho, jak buňky přežívají intenzivní období fyzického stresu.“
Zdroj:
Reference časopisu:
Ghose, R., et al. (2025). Nuclear ATP přepětí odvozený z mitochondrie chrání před vadami proliferace vyvolaných uvězněním. Přírodní komunikace. doi.org/10.1038/S41467-025-61787-x.
