В норме геном человека состоит из 23 пар хромосом. В ходе митоза эти структуры раздваиваются и поровну расходятся между дочерними клетками. Сбой на этом этапе приводит к анеуплоидии — изменению кариотипа, при котором количество хромосом некратно гаплоидному (с единственной копией хромосомы) набору. Подобное нарушение может приводить к спонтанным абортам и наследственным синдромам, например синдрому Дауна, для которого характерно наличие лишней копии 21-й хромосомы. Кроме того, генетические дефекты свойственны многим злокачественным, особенно солидным, опухолям. Так, нередко вариации числа копий генов ассоциируются с ростом их устойчивости и метастазированием.

Тем не менее, такая генетическая нестабильность встречается сравнительно редко. Известно, что при нарушении сегрегации хромосом пролиферация дефектных клеток приостанавливается и запускается процесс апоптоза. Точный механизм иммунного ответа в этом случае до сих пор оставался неясным. Чтобы восполнить пробел, американские биологи провели серию экспериментов. На первом этапе они выращивали «бессмертные» клетки пигментного эпителия сетчатки hTERT (могут служить моделью раковых) в присутствии токсинов и наблюдали за аномалиями расхождения хромосом во время деления. Анализ показал, что 80 процентов таких клеток продолжали пролиферацию, несмотря на возникающие дефекты.

Расхождение хромосом в присутствии нейтрального вещества (слева) и анеуплоидия в присутствии токсина (справа). На диаграмме B указаны доли клеток, продолживших (зеленый цвет) и прекративших (голубой и розовый цвета) деление / ©Stefano Santaguida et al., Developmental Cell, 2017

В результате модельные клетки формировали сложные кариотипы с анеуплоидией в отсутствие апоптоза. Между тем около девяти процентов клеток прекратили деление и приступили к выработке цитокинов — информационных молекул, опосредующих межклеточную сигнализацию, в том числе при апоптозе. Ученые предположили, что продукция этих соединений может провоцировать активность натуральных киллеров. Они представляют собой крупные гранулярные лимфоциты, которые цитотоксичны для раковых и инфицированных клеток. Гипотеза подтвердилась: поврежденные клетки экспонировали повышенное количество специфических биомаркеров (MICA и MICB) для связывания с лимфоцитами.

Затем исследователи смешали натуральных киллеров с дефектными клетками. Согласно результатам, спустя 6–12 часов лимфоциты начали уничтожать анеуплоидные клетки, при этом не затрагивая клетки с полным набором хромосом. По словам авторов, полученные данные проясняют механизм распознавания и утилизации раковых клеток на ранней стадии. Примечательно, что поврежденный биоматериал самостоятельно сигнализировал о мутациях (посредством рецептора NKG2D на мембране лимфоцитов), однако большинство таких клеток не связывались с киллерами. Дополнительный эксперимент по ингибированию рецептора NKG2D подтвердил, что подобные антигены предотвращают апоптоз.

Подробности исследования представлены в журнале Developmental Cell.

Ранее международной группе ученых удалось получить трехмерную визуализацию Т-лимфоцитов в режиме реального времени.