Нормальная кожа похожа на лоскутное одеяло из мутировавших клеток, но очень немногие из них продолжают развиваться в раковые опухоли, и теперь ученые узнали, почему так происходит. Исследователи создали модель генетически измененных мышей, чтобы показать, что клетки-мутанты в тканях кожи конкурируют друг с другом и только самые сильные мутации выживают. Результаты, опубликованные в Cell Stem Cell, показывают, что нормальная кожа у людей более устойчива к раку, чем считалось ранее, и продолжает нормально функционировать, в то время как в ней происходит настоящая битва между мутантными клетками.

Немеланомный рак кожи у людей – это обычно рак базальных клеток или плоскоклеточный рак кожи. Оба типа развиваются в областях кожи, которые были подвержены воздействию солнца. Рак базальных клеток является наиболее распространенным типом рака кожи, тогда как плоскоклеточный рак обычно быстрее растет. Ежегодно в Великобритании насчитывается более 140 тысяч новых случаев немеланомного рака кожи.

Тем не менее каждый человек, подвергшийся воздействию солнечного света, несет в себе много мутировавших клеток, и только очень немногие из них могут развиться в опухоли. Причины этого недостаточно понятны.

Впервые исследователи показали, что мутировавшие клетки растут в коже, образуя клоны, которые конкурируют друг с другом. Многие мутантные клоны элиминируются из ткани в этом соревновании, что напоминает видовой отбор, который происходит в эволюции. Конкурирующие мутантные клоны постоянно борются за пространство в нашей коже, а выживают только самые сильные.

Исследования проведены на мышиной модели. Ученые сосредоточились на изучении гена p53, поскольку именно он чаще всего оказывается мутантным при развитии рака кожи немеланомной природы.

Команда создала генетический «переключатель», который при «включении» заменил в гене p53 одно основание – эквивалент замены одной буквы в слове (как опечатка). Это изменило белок p53 и дало мутантным клеткам преимущество перед соседями. Мутировавшие клетки быстро росли, распространялись и поглощали ткань кожи, которая внешне становилась более толстой. Однако через шесть месяцев кожа возвращалась к норме, и между нормальной и мутантной кожей не было визуальной разницы.

Затем группа исследовала роль воздействия солнца на мутации клеток кожи. Исследователи использовали очень низкие дозы ультрафиолетового света (ниже уровня солнечного ожога) на коже мышей с мутировавшим р53. Мутировавшие клетки росли намного быстрее, всего за несколько недель достигая такого же уровня роста, какой был у не УФ-облучаемых клонов через шесть месяцев. Однако, несмотря на более быстрый рост, рак все еще не сформировался после девяти месяцев воздействия.

Д-р Касуми Мурай, один из соавторов исследования, сказал: «Мы не наблюдали, что одна мутантная колония клеток кожи разрастается достаточно, чтобы вызвать рак, даже после воздействия ультрафиолетовым светом. Воздействие солнечного света постоянно создавало новые мутации, которые превзошли искусственно созданные нами мутации p53. Мы обнаружили, что кожа выглядела совершенно нормальной после того, как мы облучали мышей УФ-светом, это указывает на то, что ткани невероятно хорошо приспособлены переносить эти мутации и сохранять свои функции».

Д-р Бен Холл, соавтор Касуми Мурая, считает, что «причина развития рака немеланомного типа у людей заключается в том, что большая площадь кожи с течением времени была колонизирована конкурирующими мутантными клетками. Это исследование показывает, что чем больше мы подвергаемся воздействию солнечных лучей, тем больше возникает новых мутаций, и конкуренция между ними в коже растет. В конечном итоге выжившая, самая сильная, мутация может превратиться в рак».

Источник

Kasumi Murai, Greta Skrupskelyte, Gabriel Piedrafita, Michael Hall, Vasiliki Kostiou, Swee Hoe Ong, Tibor Nagy, Alex Cagan, David Goulding, Allon M. Klein, Benjamin A. Hall, Philip H. Jones. Epidermal Tissue Adapts to Restrain Progenitors Carrying Clonal p53 Mutations. Cell Stem Cell, 2018; DOI: 10.1016/j.stem.2018.08.017