BUSINESS GUIDE: С помощью каких экспериментов вам удалось зафиксировать процесс воздействия высокой температуры на клеточное деление?
Фото: Из личного архива
АРТЕМ ВЕЛИЧКО: Для наших экспериментов мы использовали культуры клеток человека. Мы подвергали их действию температур при 45 градусах в течение 30 минут, после чего возвращали в нормальные условия при 37 градусах и мониторили их состояние в течение пяти дней. Обычно к пятому дню после теплового шока клетки начинали демонстрировать признаки клеточного старения. Основным маркером этого процесса является активность специального фермента (бета-галактозидазы), которая выявляется в клетках после специальной реакции как синее окрашивание. Так как мы предполагали, что причиной старения в данном случае является повреждение ДНК, далее мы "окрашивали" клетки антителами со специальными флуоресцентными метками, позволяющими эти самые разрывы в клетках визуализировать. Молекула ДНК представляет собой двуцепочечную спираль, длина которой может достигать 2 м. Чтобы поместиться в маленькое ядро клетки, длинная молекула ДНК наматывается на шарообразные структуры, состоящие из белков — гистонов. В случае двуцепочечного разрыва молекулы ДНК эти белки определенным образом модифицируются, выбрасывая своего рода сигнальный флаг. Именно к этому "флагу" способны прикрепляться антитела, которые под микроскопом выглядят как светящиеся точки внутри ядра клетки. В итоге чем больше образуется разрывов ДНК, тем ярче светится все клеточное ядро.
BG: Все ли типы клеток реагируют на тепловой шок одинаково?
А. В.: Нет, и это как раз самый интересный результат нашего эксперимента. Нормальные клетки "состариваются" от теплового шока намного реже, чем клетки раковые. Дело в том, что интенсивность удвоения ДНК (репликации) в раковых клетках намного выше, чем в нормальных. Соответственно, тепловой шок с большей вероятностью нарушит процесс репликации именно в них.
BG: Каково практическое применение вашего открытия? Можно ли будет использовать тепловой шок для лечения раковых заболеваний в будущем?
А. В.: Результаты нашего исследования представляют большой интерес в первую очередь для фундаментальной науки. Они позволяют ученым детально разобраться в тех компенсаторных механизмах, которые включаются в термически поврежденных клетках. Вместе с тем исследование может иметь и прикладное значение. Воздействие на клетку повышенных критических температур считается одним из перспективных методов лечения онкозаболеваний, так как сочетание химиотерапии и гипертермии увеличивает эффективность терапии различных форм опухолей.