Weizmann Institute otkrio je dve populacije epitelnih ćelija — DARE i NARE — koje, uprkos aktivaciji inicijator-kaspaze Dronc, prežive zračenje i pokreću regeneraciju. Dronc u DARE ćelijama podstiče regeneraciju nezavisno od Dark i efektorskih kaspaza, a specifičan protein prikači Dronc za membranu i sprečava aktivaciju egzekutora. DARE i NARE međusobno regulišu proliferaciju i homeostazu, što može objasniti otpornost nekih tumora na radioterapiju i ukazati na nove terapeutske ciljeve.
Neke Ćelije Prkose Smrti: Otkriven Mehanizam Koji Pojačava Otpornost Na Zračenje
Scientists Discovered How Our Cells Can Defy Deathspanteldotru - Getty Images
Kada se ćelije približe kraju svog životnog ciklusa, pokreću signalne puteve koji aktiviraju kaspaze — proteaze koje bi trebalo da dovedu do apoptoze, odnosno programirane ćelijske smrti. Međutim, novo istraživanje pokazuje da neke epitelne ćelije mogu da uključe te signalne mehanizme, a ipak prežive i doprinesu regeneraciji tkiva.
Istraživači iz Weizmann Institute of Science, predvođeni Eli Arama i Tslil Braun, proučavali su larve voćne muve (Drosophila melanogaster) izložene jonizujućem zračenju koje bi trebalo da izazove široku apoptozu. Uz pomoć senzora koji detektuje ćelije sa aktiviranim, ali neefektivnim kaspazama, identifikovali su dve specifične populacije epitelnih ćelija otpornе na apoptozu: DARE i NARE.
Šta su DARE i NARE ćelije?
DARE (Dronc-Activating Radiation-Induced Apoptosis-Resistant Epithelial) i NARE (Non-Dronc-Activating Radiation-Induced Apoptosis-Resistant Epithelial) ćelije reaguju na signal za inicijator-kaspazu Dronc, ali ipak ne prelaze u konačnu fazu uništenja. Kod DARE ćelija aktivnost Dronc-a podstiče regeneraciju nezavisno od proteina Dark i efektorskih kaspaza, dok NARE ćelije učestvuju u procesu na komplementaran način.
„Identifikovali smo dve populacije epitelnih ćelija otpornе na apoptozu koje posreduju u regeneraciji nakon jonizujućeg zračenja, DARE i NARE. Aktivnost Dronc-a u DARE ćelijama, nezavisno od Dark i efektor-kaspaza, pokreće regeneraciju kako ćelijski-autonomno, tako i ne-ćelijski-autonomno.“
Molekularni mehanizam i uzajamna regulacija
Istraživači sugerišu da specifičan protein veže Dronc za ćelijsku membranu, čime sprečava njegovu interakciju sa efektorskim kaspazama (Drice, Dcp-1) i zaustavlja izvršenje apoptoze. Kada je taj protein onemogućen, DARE ćelije gube otpornost i regeneracija je smanjena. DARE i NARE ćelije deluju u međusobnoj ravnoteži: DARE ćelije luče faktore rasta i podstiču NARE ćelije da se umnože i popune oštećeni epiteli, dok NARE ćelije doprinose homeostazi i ograničavaju nekontrolisani rast DARE ćelija.
Ovaj sistem omogućava kompenzatornu proliferaciju — zamenu i popravku tkiva nakon velikog oštećenja. Ipak, ista svojstva koja pomažu regeneraciji mogu biti štetna u kontekstu raka: sprečavanje ćelijske smrti može omogućiti tumorima da odole radioterapiji.
Implikacije i naredni koraci
Otkriven mehanizam u modelu voćne muve predstavlja važan korak, ali njegova primena na sisare i ljudske tumore zahteva dodatne studije. Ako se slični putevi potvrde kod viših organizama, poznati molekularni ciljevi — npr. protein koji prikači Dronc — mogli bi postati meta za terapije koje smanjuju otpornost tumora na zračenje i unapređuju efikasnost postojećih tretmana.
Studija je objavljena u Nature Communications i naglašava potrebu za daljim istraživanjima kako bi se otkrića iz modela voćne muve prevela u kliničke strategije za borbu protiv recidiva i otpornosti tumora.
Pomozite nam da budemo bolji.
