Современные исследования в области иммунологии и онкологии продолжают открывать удивительные механизмы взаимодействия опухолевых клеток с иммунной системой. Новое исследование, результаты которого были недавно опубликованы, демонстрирует, что раковые клетки могут передавать свои митохондрии Т-лимфоцитам, что приводит к значительным изменениям в метаболизме и функционировании этих иммунных клеток. Это открытие может иметь важные последствия для понимания механизмов иммунного ответа на опухоли и разработки новых терапевтических стратегий.
Передача митохондрий: неожиданный механизм
Митохондрии — это органеллы, играющие ключевую роль в энергетическом метаболизме клеток. Они обеспечивают клетку энергией за счет продукции АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. В ходе экспериментов ученые обнаружили, что раковые клетки способны передавать свои митохондрии Т-лимфоцитам через непосредственный контакт или экзосомы. Этот процесс был подтвержден с использованием клеточных линий меланомы (MEL04) и Т-лимфоцитов (TIL04#9).
Исследователи отметили, что после кокультивирования TIL04#9 с MEL04 количество митохондрий в Т-лимфоцитах значительно увеличивалось. Это было подтверждено как методом проточной цитометрии, так и конфокальной микроскопией. Более того, анализ митохондриальной ДНК (мтДНК) показал, что часть митохондрий, полученных Т-клетками, происходила именно из раковых клеток. Это явление наблюдалось даже при добавлении антиоксиданта N-ацетилцистеина (NAC), что указывает на его независимость от окислительного стресса.
Устойчивость митохондрий к митофагии
Одним из наиболее интересных аспектов исследования стало выявление устойчивости переданных митохондрий к митофагии — процессу аутофагического удаления поврежденных митохондрий. Ученые обнаружили, что митохондрии, полученные от раковых клеток, оказались резистентными к действию карбонильного цианида m -хлорфенилгидразона (FCCP), который обычно индуцирует митофагию. Эта устойчивость была связана с повышенной экспрессией USP30 — дегубиквитинирующего фермента, который предотвращает деградацию митохондрий.
Анализ экспрессии генов, связанных с митофагией, таких как BNIP3 и ATF4, показал, что эти маркеры также изменялись в Т-лимфоцитах после получения митохондрий от раковых клеток. Это свидетельствует о том, что передача митохондрий не только увеличивает их количество, но и модулирует метаболические пути в Т-клетках.
Функциональные последствия для Т-лимфоцитов
Передача митохондрий от раковых клеток к Т-лимфоцитам имеет важные функциональные последствия. Во-первых, она усиливает метаболическую активность Т-клеток, что может быть полезным для их пролиферации и выживания в условиях опухолевого микроокружения. Однако это также может иметь негативные эффекты. Например, повышенная экспрессия митохондриальных белков может снижать эффективность иммунного ответа, так как раковые клетки используют этот механизм для "перепрограммирования" Т-лимфоцитов в свою пользу.
Ученые также отметили, что переданные митохондрии сохраняли свою функциональность в течение длительного времени. Это было подтверждено анализом продукции АТФ и активности электрон-транспортной цепи в Т-лимфоцитах. Таким образом, раковые клетки не просто передают свои митохондрии, но и поддерживают их функциональность в принимающих клетках.
Потенциальные терапевтические перспективы
Открытие механизма передачи митохондрий между раковыми клетками и Т-лимфоцитами открывает новые горизонты для разработки иммунотерапевтических подходов. Например, блокирование этого процесса может помочь усилить иммунный ответ против опухолей. Один из потенциальных подходов — ингибирование USP30, что может восстановить чувствительность митохондрий к митофагии и снизить их влияние на метаболизм Т-лимфоцитов.
Кроме того, понимание того, как раковые клетки манипулируют метаболизмом иммунных клеток, может помочь в разработке новых стратегий для усиления противоопухолевого иммунитета. Например, можно попытаться модулировать метаболические пути в Т-лимфоцитах таким образом, чтобы они становились менее зависимыми от митохондрий, полученных от опухолевых клеток.
Заключение
Это исследование демонстрирует, что раковые клетки обладают удивительной способностью передавать свои митохондрии Т-лимфоцитам, что приводит к глубоким изменениям в их метаболизме и функциях. Хотя этот механизм может обеспечивать временное преимущество для Т-клеток, он также может быть использован опухолью для подавления иммунного ответа. Понимание молекулярных основ этого процесса открывает новые возможности для разработки инновационных методов лечения рака, направленных на восстановление полноценного функционирования иммунной системы.
На данный момент исследователям предстоит провести дополнительные эксперименты для выяснения всех деталей этого механизма и его роли в различных типах рака. Однако уже сейчас можно с уверенностью сказать, что передача митохондрий — это важный и ранее недооцененный аспект взаимодействия опухолевых клеток с иммунной системой, который заслуживает дальнейшего изучения.
Передача митохондрий: неожиданный механизм
Митохондрии — это органеллы, играющие ключевую роль в энергетическом метаболизме клеток. Они обеспечивают клетку энергией за счет продукции АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. В ходе экспериментов ученые обнаружили, что раковые клетки способны передавать свои митохондрии Т-лимфоцитам через непосредственный контакт или экзосомы. Этот процесс был подтвержден с использованием клеточных линий меланомы (MEL04) и Т-лимфоцитов (TIL04#9).
Исследователи отметили, что после кокультивирования TIL04#9 с MEL04 количество митохондрий в Т-лимфоцитах значительно увеличивалось. Это было подтверждено как методом проточной цитометрии, так и конфокальной микроскопией. Более того, анализ митохондриальной ДНК (мтДНК) показал, что часть митохондрий, полученных Т-клетками, происходила именно из раковых клеток. Это явление наблюдалось даже при добавлении антиоксиданта N-ацетилцистеина (NAC), что указывает на его независимость от окислительного стресса.
Устойчивость митохондрий к митофагии
Одним из наиболее интересных аспектов исследования стало выявление устойчивости переданных митохондрий к митофагии — процессу аутофагического удаления поврежденных митохондрий. Ученые обнаружили, что митохондрии, полученные от раковых клеток, оказались резистентными к действию карбонильного цианида m -хлорфенилгидразона (FCCP), который обычно индуцирует митофагию. Эта устойчивость была связана с повышенной экспрессией USP30 — дегубиквитинирующего фермента, который предотвращает деградацию митохондрий.
Анализ экспрессии генов, связанных с митофагией, таких как BNIP3 и ATF4, показал, что эти маркеры также изменялись в Т-лимфоцитах после получения митохондрий от раковых клеток. Это свидетельствует о том, что передача митохондрий не только увеличивает их количество, но и модулирует метаболические пути в Т-клетках.
Функциональные последствия для Т-лимфоцитов
Передача митохондрий от раковых клеток к Т-лимфоцитам имеет важные функциональные последствия. Во-первых, она усиливает метаболическую активность Т-клеток, что может быть полезным для их пролиферации и выживания в условиях опухолевого микроокружения. Однако это также может иметь негативные эффекты. Например, повышенная экспрессия митохондриальных белков может снижать эффективность иммунного ответа, так как раковые клетки используют этот механизм для "перепрограммирования" Т-лимфоцитов в свою пользу.
Ученые также отметили, что переданные митохондрии сохраняли свою функциональность в течение длительного времени. Это было подтверждено анализом продукции АТФ и активности электрон-транспортной цепи в Т-лимфоцитах. Таким образом, раковые клетки не просто передают свои митохондрии, но и поддерживают их функциональность в принимающих клетках.
Потенциальные терапевтические перспективы
Открытие механизма передачи митохондрий между раковыми клетками и Т-лимфоцитами открывает новые горизонты для разработки иммунотерапевтических подходов. Например, блокирование этого процесса может помочь усилить иммунный ответ против опухолей. Один из потенциальных подходов — ингибирование USP30, что может восстановить чувствительность митохондрий к митофагии и снизить их влияние на метаболизм Т-лимфоцитов.
Кроме того, понимание того, как раковые клетки манипулируют метаболизмом иммунных клеток, может помочь в разработке новых стратегий для усиления противоопухолевого иммунитета. Например, можно попытаться модулировать метаболические пути в Т-лимфоцитах таким образом, чтобы они становились менее зависимыми от митохондрий, полученных от опухолевых клеток.
Заключение
Это исследование демонстрирует, что раковые клетки обладают удивительной способностью передавать свои митохондрии Т-лимфоцитам, что приводит к глубоким изменениям в их метаболизме и функциях. Хотя этот механизм может обеспечивать временное преимущество для Т-клеток, он также может быть использован опухолью для подавления иммунного ответа. Понимание молекулярных основ этого процесса открывает новые возможности для разработки инновационных методов лечения рака, направленных на восстановление полноценного функционирования иммунной системы.
На данный момент исследователям предстоит провести дополнительные эксперименты для выяснения всех деталей этого механизма и его роли в различных типах рака. Однако уже сейчас можно с уверенностью сказать, что передача митохондрий — это важный и ранее недооцененный аспект взаимодействия опухолевых клеток с иммунной системой, который заслуживает дальнейшего изучения.
Дата публикации: 13.02.2025
Первоисточник:
Ikeda H. etal. Immune evasion through mitochondrial transfer in the tumour microenvironment. Nature. 2025 Feb;638(8049):225-236. doi: 10.1038/s41586-024-08439-0. Epub 2025 Jan 22. PMID: 39843734; PMCID: PMC11798832.
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08439-0
Первоисточник:
Ikeda H. etal. Immune evasion through mitochondrial transfer in the tumour microenvironment. Nature. 2025 Feb;638(8049):225-236. doi: 10.1038/s41586-024-08439-0. Epub 2025 Jan 22. PMID: 39843734; PMCID: PMC11798832.
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08439-0