Двойная роль гипоксии в раке: может ли нехватка кислорода останавливать опухоль?

Кислородное голодание — это не просто плохое самочувствие для опухоли. Это её главный стратегический вызов. Подумайте сами: солидная опухоль не может вырасти больше булавочной головки, пока не создаст собственную сеть сосудов. А в перерывах между строительством этих «кислородных магистралей» ей приходится выживать в условиях самой настоящей гипоксии. И вот тут-то начинается самое интересное.

Раньше учёные ломали голову: как же гипоксия влияет на рак в долгосрочной перспективе? Одни исследования показывали, что нехватка кислорода подстёгивает рост опухоли. Другие же указывали, что ключевые факторы, реагирующие на гипоксию (HIF), наоборот, могут её подавлять. Кто прав?

Чтобы расставить все точки над i, исследователи из Колорадо решили проследить за жизнью раковых клеток в режиме реального времени — с момента лишения кислорода и на протяжении многих часов. Они выявили сотни генов, активируемых гипоксией, и оценили их реальную роль. И знаете, что оказалось? Оба лагеря учёных были по-своему правы.

Сразу после «кислородного отключения» клетка замирает. Её первая реакция — экстренная экономия ресурсов, полная остановка роста. Это как медвежья спячка, только для опухоли.

На этом начальном этапе гипоксия работает как натуральный тормоз для рака, блокируя синтез новых белков.

Но долгая зима заканчивается. После продолжительного кислородного голодания стратегия опухоли меняется кардинально. Вместо того чтобы тихо сидеть на месте, она начинает агрессивно прорастать в соседние ткани в отчаянных поисках кислорода и питательных веществ. Именно так запускается процесс метастазирования.

«Споры о том, способствует гипоксия раку или подавляет его, велись давно. Наши данные показывают, что в чём-то правы были все», — резюмирует руководитель работы Хоакин Эспиноза.

Самое важное: оба эти механизма — и «тормозной», и «газовый» — потенциально уязвимы для терапии. Например, подавление роста опухоли связано с блокировкой фермента mTOR, и лекарства для этого уже существуют. С другой стороны, после долгой гипоксии те же факторы HIF помогают раковым клеткам разрушать окружающую ткань и сбегать из удушающей опухоли, чтобы основать метастазы.

«Это значит, что наша цель — не просто «выключить» гипоксию любой ценой. Нужно научиться определять тот критический момент, когда она из защитника превращается в союзника метастазов», — поясняет Эспиноза.

Авторы надеются, что их работа станет картой для разработки более умных методов лечения. Речь идёт о терапии, которая будет точечно воздействовать не только на раковые клетки, но и на эти сопутствующие процессы — и делать это в строго нужное время.

Кстати, пока одни учёные разгадывают двойственную роль гипоксии, другие ищут способы заблокировать её самые опасные последствия. Например, французские исследователи недавно определили белок, играющий ключевую роль в отсоединении раковых клеток от ткани для начала миграции. Остановить его — значит, возможно, перекрыть опухоли путь к метастазированию. Борьба идёт на всех фронтах.