Objev defenzivního mechanismu by mohl pomoci zastavit rakovinu dříve, než se šíří.
Podle studie v rakovinných buňkách rychle zvyšují výkon energie, když jsou fyzicky stisknuty Přírodní komunikace. Tento okamžitý výbuch energie je první zdokumentovanou obrannou reakcí, která pomáhá opravit buňky DNA Poškození a vydržet přeplněné podmínky uvnitř lidského těla.
Výsledky pomáhají vysvětlit, jak rakovinné buňky přežívají mechanické výzvy, jako je procházení nádorovým mikroprostředí, sklouznutí do porézních krevních cév nebo odolávání sil krevního řečiště. Identifikace tohoto mechanismu by mohla poukazovat na strategie, které drží rakovinné buňky před šířením.
Vědci v Centru pro genomickou regulaci (CRG) v Barceloně odhalili účinek pomocí specializovaného mikroskopu, který komprimuje živé buňky na asi tři mikrony na šířku, zhruba jeden třicátý průměr lidských vlasů. Zjistili, že během několika sekund od komprese se mitochondrie v HeLa buňkách přesunula na povrch jádra a dodávala další ATP, zdroj molekulární energie používaný buňkami.
„To nás nutí přehodnotit roli mitochondrií v lidském těle. Nejedná se o tyto statické baterie pohánějící naše buňky, ale spíše jako agilní první respondenty, které lze svolat v nouzových situacích, když jsou buňky doslova tlačeny k limitu,“ říká Dr. Sara Sdelci, coresponující autor studie.
Halo of Mitochondrie
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 tuto onemocnění 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, autor studie.
Buněčné lešení za Nams
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 tento 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, je pravděpodobné, že zvýšení jaderné energie 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.“
Reference: „Mitochondria-Derived Nuclear ATP Surge Protects Against Confinement-Induced Proliferation Defects“ by Return Ghaose, Fabio Pezzano, Rémi Badia, Savvas Kurtis, Ilir Sheraj, Shubhamay das, Antoni Gañez Zapater, Upamanyu Ghose, Sara Musa-Aafaneh, Lorena Espinar, Albert Coll-Manzano, Katja Parapatics, Saška Ivanova, Paula Sànchez-Fernàndez-de-Landa, Dragana Radivojevikj, Valeria Venturini, Stefan Wieser, Antonio Zorzano, André C. Müller, Verena Riprecht a Sara Sordi, 30 Jully 2025 Přírodní komunikace.
Doi: 10.1038/s41467-025-61787-x
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
Sledujte nás Google, Objevita Zprávy.
