За лекарством от рака нужно лететь в космос
Мы с рождения подчинены силам гравитации, а потому не всегда осознаём, сколь важны они для жизни. Однако в научных экспериментах именно эти силы порой не дают учёным увидеть, как всё 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 всё время плавать в питательной среде: рано или поздно она осядет на дно. Между тем наши тела существуют в трёх измерениях, у нас внутри клетки объединяются в объёмные структуры, и можно предположить, что ведут они себя при этом иначе, чем на плоскости.
Клетки рака поджелудочной железы, старающиеся сложиться в объёмную структуру (фото
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 трёхмерных опухолей. Хорошей альтернативой тут могли бы стать методы, позволяющие уменьшить силу гравитации. Исследователи Жанна Бекер и Глоко Суза из хьюстонской (США) биотехнологической компании
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. Причём 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
Разумеется, учёные задумались над тем, как создать клеточной культуре условия для объёмного роста. Одним из первых и самых простых решений было выращивать клетки в постоянно вращающихся сосудах, где они всё 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 изощрённый метод основан на
Однако при этом исследователи отмечают, что «земные» варианты микрогравитации всё 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
Напоследок добавим, что, сколь бы натуральными ни выглядели 3D-скопления клеток, созданные в условиях микрогравитации, они всё 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 трёхмерность достигается за счёт сложных и разнообразных молекулярно-клеточных ухищрений. В общем, в этом тонком вопросе стоит ограничиться осторожной фразой о необходимости дальнейших исследований...
Подготовлено по материалам