Присоединяйтесь к нам

Здоровье

За лекарством от рака нужно лететь в космос

AllDay News

Опубликовано

Фото к новости

Клетки рака поджелудочной железы, старающиеся сложиться в объемную структуру (фото Dr. Stanley Flegler).

Мы с рождения подчинены силам гравитации, а потому не всегда осознаем, сколь важны они для жизни. Однако в научных экспериментах именно эти силы порой не дают ученым увидеть, как все происходит на самом деле. Самый очевидный пример: искусственная культура клеток, выращиваемая в лабораторной посуде, занимает всю площадь этой посуды, формируя двумерный монослой. Из-за сил гравитации клетка не может все время плавать в питательной среде: рано или поздно она осядет на дно. Между тем наши тела существуют в трех измерениях, у нас внутри клетки объединяются в объемные структуры, и можно предположить, что ведут они себя при этом иначе, чем на плоскости.

Вполне возможно, что именно тут кроется причина бесконечных неудач, сопровождающих поиск лекарства от рака. Ведь обычно раковые клетки в лабораториях растут двумерными колониями, и их свойства, как сказано выше, могут отличаться от настоящих трехмерных опухолей. Хорошей альтернативой тут могли бы стать методы, позволяющие уменьшить силу гравитации. Исследователи Жанна Бекер и Глоко Суза из хьюстонской (США) биотехнологической компании Nano3D Biosciences рассматривают в журнале Nature Reviews Cancer разные пути решения этой своеобразной методической проблемы, которые существуют сейчас и которые могли бы появиться в ближайшем будущем.

Биологи впервые осознали значение гравитации в жизни клеток с началом космических исследований. В 1970-е годы удалось увидеть, как в условиях микрогравитации на космической станции поверхность красных кровяных клеток покрывается бугорками, которые исчезают после возвращения на Землю. Много позже выяснилось, что при микрогравитации меняется не только форма клеток, но и активность генов: изменения затрагивали более тысячи шестисот генов из проанализированных 10 тысяч. Причем среди менявших свою активность были такие, от которых зависели процессы апоптоза и подавления раковой трансформации. (Нельзя также не упомянуть работу, в которой гравитацию исследовали как силу, превратившую одноклеточных в многоклеточных.)

Разумеется, ученые задумались над тем, как создать клеточной культуре условия для объемного роста. Одним из первых и самых простых решений было выращивать клетки в постоянно вращающихся сосудах, где они все время плавали в толще питательной среды. Но при этом возникала проблема постоянных потоков жидкости, которые сказывались на возможности клеток контактировать друг с другом.

Другой, более технологически изощренный метод основан на магнитной левитации. С ее помощью, как мы недавно писали, удалось воссоздать кусочек легкого, который по свойствам почти не отличался от природного аналога. Исследователи из Nano3D Biosciences, воспользовавшись этой технологией, получили трехмерные культуры самых разных видов рака: почек, печени, молочной железы, яичников, кожи и т. д. Действие лекарств с помощью этого метода можно исследовать в более правдоподобных условиях, если иметь в виду возможности молекулярно-клеточных контактов в объемной структуре.

Однако при этом исследователи отмечают, что «земные» варианты микрогравитации все же не вполне совершенны. Например, клетки рака предстательной железы, если их выращивать в медленно вращающемся сосуде, формируют скопления, не превышающие 3-5 мм. Тогда как на орбите эти же клетки образуют «опухоли» размером с мяч для гольфа. Словом, авторы обзора приходят к выводу, что нет ничего более подходящего для исследования рака, чем космос. Правда, в последнее время клеточно-космические исследования несколько затормозились из-за того, что в 2011 году НАСА отказалось от использования шаттлов. Хотя, как добавляют авторы статьи, на смену НАСА-челнокам могли бы прийти российские «Прогрессы».

Напоследок добавим, что, сколь бы натуральными ни выглядели 3D-скопления клеток, созданные в условиях микрогравитации, они все равно будут отличаться от того, что получается в организме. И, возможно, эти отличия вполне сопоставимы со свойственными классическим двумерным колониям. Ведь и опухоль, и вообще все ткани в нашем теле формируются при обычной земной силе тяготения, а трехмерность достигается за счет сложных и разнообразных молекулярно-клеточных ухищрений. В общем, в этом тонком вопросе стоит ограничиться осторожной фразой о необходимости дальнейших исследований…

Подготовлено по материалам Space.Com.

Теги:  лекарством, рака, нужно, лететь, космос

Продолжить чтение
Нажмите, чтобы прокомментировать

Прокомментировать

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *