В клеточной биологии аутокринная передача сигналов является важнейшим процессом. Когда клетки секретируют гормоны или химические посланники и связываются с аутокринными рецепторами на своей поверхности, запускается ряд внутриклеточных изменений. Этот «самостоятельный разговор» между клетками не только имеет решающее значение для нормальных физиологических функций клеток, но также играет ключевую роль в патологических состояниях, таких как рак.
Например, некоторые клетки секретируют факторы роста аутокринным путем, тем самым способствуя собственной пролиферации и выживанию, что позволяет им продолжать расти посредством непрерывного клеточного деления.
Клетки регулируют свой собственный статус посредством аутокринной передачи сигналов — механизма, участвующего в иммунной системе и других физиологических процессах. Например, моноциты высвобождают цитокин интерлейкин-1 (IL-1) в ответ на внешние раздражители. Эти факторы затем действуют на те же клетки, регулируя их выживание и пролиферацию.
Исследования показывают, что аутокринная передача сигналов играет решающую роль в развитии опухоли. Клинические данные показывают, что опухолевые клетки часто усиливают свою собственную пролиферацию и способность к выживанию посредством аутокринных путей. Особенно при многих раковых патологиях, таких как рак толстой кишки и рак молочной железы, аутокринная передача сигналов не только участвует в росте раковых клеток, но и повышает их способность к метастазированию.
В микроокружении опухоли клетки способствуют пролиферации посредством сигналов, передаваемых друг другу, и уклоняются от нормальных сигналов смерти посредством аутокринных путей.
Сигнальный путь Wnt также незаменим в аутокринном процессе раковых клеток. Этот путь способствует пролиферации опухолевых клеток за счет поддержания стабильности β-катенина. Во многих опухолях мутации в генах-супрессорах опухолей, таких как APC и Axin, приводят к нарушению регуляции передачи сигналов Wnt, что не только усиливает роль аутокринной передачи сигналов, но также тесно связано с активацией различных видов рака у человека.
При раке молочной железы и раке легких аутокринная передача сигналов IL-6 оказывает важное влияние на прогрессирование опухоли. Многие исследования показали, что устойчивая активация IL-6 тесно связана с плохим прогнозом опухолей, включая метастазирование и устойчивость к лекарствам. За этим явлением стоит самостимулирующий сигнальный путь IL-6/STAT3, который не только способствует выживанию опухолевых клеток, но и стимулирует проявление их злокачественных характеристик.
Благодаря аутокринному IL-6 опухолевые клетки не только повышают свою способность к выживанию, но и изменяют экспрессию генов клеток.
Благодаря углубленным исследованиям аутокринных сигнальных механизмов ученые обнаружили потенциальные терапевтические цели. Вмешательство, направленное на аутокринную передачу сигналов Wnt, может стать эффективной стратегией будущего лечения рака. Кроме того, для улучшения результатов лечения пациентов активно разрабатываются препараты, воздействующие на аутокринные сигнальные пути IL-6 и HER2.
Аутокринные сигнальные системы демонстрируют, как клетки умело контролируют собственный рост и выживание. Однако эта самоактивация также позволяет опухолевым клеткам легко получить преимущество в росте, тем самым способствуя развитию рака. Сможем ли мы по мере углубления исследований найти способы сломать этот механизм саморекламы и эффективно бороться с раком?