Лизосомы - рак: эксперименты и гипотезы
Де Дюв назвал лизосомы «набором для самоубийства». Эти органеллы клетки по размерам чуть меньше небольших митохондрий- именно этим и объясняется то обстоятельство, что открыты они были сравнительно поздно. Лизосомы содержат «заряд» гидролитических ферментов, которые, помимо прочего, способны расщеплять белки и нуклеиновые кислоты. Обычно эти средства саморазрушения надежно спрятаны в лизосомах. Если же клетке наносится урон, они высвобождаются и принимают активное участие в уничтожении остатков клетки. Как можно полагать, лизосомы играют важную роль в воспалительных реакциях. В сферу же онкологических исследований лизосомы попали благодаря наблюдениям Аллисона.
Лизосомы захватывают канцерогенные углеводороды
Аллисон проследил за захватом полициклических углеводородов живой клеткой. Исследование проводилось в культуре ткани для исключения косвенных воздействий с использованием полинуклеарных углеводородов, поскольку последние легко выявляются методом флуоресцентной микроскопии. Этот прямой микроскопический метод позволяет избежать обмена канцерогенными веществами между клеточными органеллами в процессе гомогенизации и фракционирования клеток.
При флуоресцентной микроскопии ядра клеток оставались темными, а цитоплазма давала свечение в ультрафиолетовых лучах. Граффи предположил, что свечение вызывают митохондрии, однако Аллисон показал, что флуоресценция обусловлена лизосомами- участки, где наблюдались флуоресценция и локализация лизосомных (гидролитических ферментов), оказались сходными. Как предположил Аллисон, канцерогены высвобождают лизосомные ДНКазы, которые в свою очередь атакуют ядерную ДНК.
Лизосомные ДНКазы как канцерогены
Лизосомы содержат ДНКазу, которая способна расщеплять двухтяжевую ДНК, разрушая оба тяжа. Этот фермент позволяет даже расщеплять in vitro изолированные хромосомы. Разрушить хромосомы можно и in vivo, если только повредить лизосомы- последнее можно осуществить избирательно с помощью удивительно простого метода.
При обработке живых клеток нейтральным красным окрашиваются только лизосомы. Если теперь клетки с «красными» лизосомами облучить зеленым светом (который поглощается красными частицами), то произойдет избирательное разрушение лизосом (повышение чувствительности к свету).
Если представления Аллисона верны, то обычный безвредный краситель в сочетании со светом определенной длины волны может оказаться канцерогенным. При повышении чувствительности к свету в культуре почечных клеток хомячка Аллисону удавалось иногда наблюдать трансформированные клетки. «Наши исследования дают немало оснований полагать, что повреждение лизосом способно вызвать злокачественную трансформацию клеток или облегчать такую трансформацию, которая происходит спонтанно». Трансформация in vitro при повышении чувствительности к свету не принесла сколько-нибудь убедительного. успеха. Это и не удивительно, поскольку трансформация in vitro вообще проблематична. Если опустить трансформацию посредством онкогенных вирусов, «искусственное» получение опухолевых клеток in vitro труднодостижимо, и даже проверенные канцерогены в таких опытах нередко не дают эффекта.
Было бы гораздо проще окрасить кожу мыши в красный цвет и затем облучить ее. Для «красной» мыши зеленый цвет должен был бы послужить канцерогенным стимулом. Но такой эксперимент до сих пор не поставлен, хотя имеются довольно сходные примеры из медицины — например, порфирия. При этом заболевании кожа больного также обладает повышенной чувствительностью к свету. Это вызвано тем, что пигменты (порфирины) с нарушенной структурой повышают чувствительность клеток к свету. В случае серьезных повреждений кожи возникают злокачественные опухоли. (Еще в 1930 г. Бюнгелеру удалось доказать, что порфирию можно имитировать у животных: у подвергнутых интенсивному солнечному облучению мышей опухоли кожи развиваются чаще, если их при этом обработать эозином или гематопорфирином.)
К сожалению, не все имеющиеся данные укладываются в эту концепцию. Одним из наиболее серьезных противоречий является тот факт, что неканцерогенные вещества (например, антрацен) также захватываются лизосомами. Вместе с тем исследователи продолжают накапливать сведения, указывающие на участие лизосом в процессе канцерогенеза, поэтому мы не вправе исключить возможность, что эти клеточные органеллы играют в канцерогенезе большую роль, чем предполагалось ранее.
