Обнаружен новый иммунный механизм защиты от рака толстой кишки

Как стволовые клетки толстой кишки защищаются от злокачественного перерождения — тема многолетних исследований. В январе 2019 года в Natureопубликовано исследование, обнаружившее механизм защиты кишечных стволовых клеток толстой кишки от рака. Это может улучшить понимание многих воспалительных заболеваний и рака.

Кишечник — место встречи внешнего и внутреннего мира. Клетки его стенки встречают бактерии, пищу и продукты пищеварения извне. Этот прямой контакт жизненно важен. Некоторые основные питательные вещества и полезные бактерии (кишечник, микробиом) необходимы здоровью. Но контакт иногда вреден: некоторые чужеродные вещества вызывают серьёзные генетические изменения эпителиальных клеток внутренней выстилки кишечника. Эти повреждения ДНК, если возникают в эпителиальных стволовых клетках кишечника, приводят к раку.

Для предотвращения рака стволовые клетки имеют хорошо развитую способность восстанавливать ДНК

При слишком большом повреждении ДНК повреждённые клетки удаляются посредством апоптоза (программируемой клеточной гибели). До сих пор считалось, что сами стволовые клетки запускают этот механизм. Но новое исследование обнаружило, что иммунная система эффективно осуществляет систему репарации ДНК повреждённых стволовых клеток и предотвращает рак толстой кишки.

• Что следует знать о раке толстой и прямой кишки

На мышиных моделях исследователи наблюдали, что врождённая иммунная системараспознаёт генотоксические соединения толстой кишки и активирует защиту. Например, в некоторых продуктах естественно содержатся глюкозинолаты (glucosinolates), способные повреждать клетки. Когда врождённые иммунные клетки обнаруживают их, выделяется интерлейкин 22 молекула под этим названием. Она позволяет эпителиальным стволовым клеткам заранее обнаруживать потребность в репарации ДНК и быстро восстанавливать её, предотвращая рак. У мышей с блокированной системой быстро развивался рак толстой кишки.

Что означает для нас это открытие?

• Обнаружено, что организм выработал системы защиты от рака толстой кишки. Также вновь стало понятно, что иммунная система сложнее, чем считалось.
• Иммунная система одновременно контролирует здоровый рост и функции органов.
• Далее планируется изучать связи пищи, кишечной флоры, стенки кишечника и иммунной системы.

УГЛУБЛЁННЫЕ СВЕДЕНИЯ: графическое резюме исследования

IL-22Модель опосредованной им защиты эпителиальных стволовых клеток от генотоксического стресса. Эти клетки кишечного барьера постоянно подвергаются различным воздействиям, включая угрозы целостности генома со стороны генотоксинов пищи или бактерий. Сохранение целостности генома стволовых клеток требует ограничивающего повреждения генетического кода и предотвращающего рак DDR (DNA Damage Response, ответ на повреждение ДНК) пути . Данные указывают на гомеостатический цикл регуляции, где AhR рецептор, воспринимая пищевые генотоксины как свои лиганды, оценивает степень «генотоксической опасности». В иммунных клетках ILC3 и γδ T сигналы AhR контролируют производство IL-22. В эпителиальных стволовых клетках кишечника сигналы IL-22 последовательно контролируют компоненты DDR. В частности, ATM — PI3-киназоподобная молекула и важный верхний преобразователь DDR — усиливается сигнализацией IL-22 в стволовых клетках. После генотоксического стресса ATM контролирует нижележащие события DDR, включая p53 активацию и экспрессию эффекторов DDR p21 и PUMA, управляющих соответственно восстановлением ДНК и апоптозом. Генетические нарушения пути у мышей без IL-22, рецептора IL-22 или AhR приводили к нарушенному DDR на разные формы генотоксического стресса.

В заключение, при нарушенной сигнализации или выработке IL-22 в кишечных эпителиальных стволовых клетках мышей показано накопление мутаций, вызывающих бесконтрольное размножение клеток и ускоренный рак.