Химиотерапия убивает опухолевые клетки, заставляя их самоуничтожаться, сморщиваться и тихо умирать в процессе (апоптоз) или умирать иначе.

Но что происходит с этими раковыми клетками после того, как их уничтожат и почему рак иногда возвращается?

Когда раковые клетки погибают, их мембраны обычно повреждаются , как это происходит при апоптозе — форме запрограммированной гибели клеток, которая удаляет ненужные или поврежденные клетки из организма. Как только молекулярные переключатели, запускающие апоптоз, включаются, умирающая клетка сжимается, и кусочки ее мембраны отрываются, образуя «пузыри». Это приводит к тому, что внутренние компоненты клеток вытекают наружу и привлекают фагоциты или иммунные клетки, ответственные за поглощение клеточного мусора.

Вызванные фагоциты поглощают мертвые раковые клетки, а затем расщепляют их на более мелкие компоненты, такие как сахара и нуклеиновые кислоты, цепочечные молекулы, обнаруженные в ДНК. Благодаря этому процессу мертвые раковые клетки перерабатываются в компоненты, которые могут быть повторно использованы другими клетками.

В случае апоптоза — типа терапии рака, вызывающей гибель клеток , — клеточные компоненты обычно перерабатываются таким образом, а не выводятся из организма.

Терапия рака иногда может также вызвать другие типы гибели клеток, такие как некроптоз , при котором клетки набухают и лопаются, а не сжимаются, а фагоциты также эффективно поглощают этот тип умирающих клеток.

Однако умирание раковых клеток не всегда проходит спокойно. Исследования показывают, что, высвобождая мусор, вызывающий воспаление, умирающие раковые клетки иногда могут стимулировать рост выживших раковых клеток.

Это явление, известное как эффект Ревеса, может помочь объяснить, почему некоторые виды рака возвращаются после лечения. Впервые это наблюдалось в 1950-х годах у мышей с опухолями. Совсем недавно исследование 2018 года на мышах и клетках в лабораторных посудах показало, что радиация и химиотерапия могут вызвать высвобождение провоспалительных цитокинов — молекул, выделяемых иммунными клетками, вызывающих воспаление, которое иногда может способствовать росту опухоли. Макрофаги высвобождают эти молекулы в попытке бороться с раком.

Исследование 2023 года проведенное другой группой, показало, что ядра умирающих раковых клеток иногда могут набухать и лопаться, высвобождая ДНК и другие молекулы в окружающую среду. У мышей эти разлитые молекулы могут ускорить метастазирование — распространение раковых клеток за пределы исходной опухоли.

Эти исследования помогают пролить свет на роль гибели опухолевых клеток в прогрессировании и рецидиве рака. Однако исследования все еще находятся на относительно ранних стадиях, и ученым еще не удалось понять все последствия передачи сигналов умирающими раковыми клетками при раке человека. Благодаря дополнительным исследованиям ученые стремятся лучше понять биологические механизмы, лежащие в основе рака, и тем самым разработать более эффективные методы лечения.

Например, исследование 2018 года выявило способ противодействия росту опухоли, вызванный остатками мертвых раковых клеток: резолвины, молекулы, полученные из омега-3, которые могут помочь уменьшить воспаление и действие цитокинов, одновременно способствуя удалению остатков клеток.

«Проблема рака заключается в том, что не существует методов лечения, которые стимулировали бы разрешение воспаления и подавляли бы выработку цитокинов и удаляли мусор», — сказал Паниграхи. Их исследование предполагает, что резольвины могут стать одним из способов решения этих проблем.

Кроме того, исследование Nature 2023 года выявило, как живые раковые клетки распознают сигналы, передаваемые их умирающими собратьями, и реагируют на них. Исследование намекает, что блокирование сообщений умирающих клеток может помочь предотвратить рецидивы рака после лечения.