Изменение мембран в опухолевых клетках - рак: эксперименты и гипотезы
Нарушенное «социальное» поведение опухолевых клеток как в зеркале отражается в измененных клеточных мембранах. Начальную информацию о свойствах таких мембран легко получить при проведении электрофореза целых клеток. Исследуемые клетки суспендируют в подходящей среде в прозрачной камере. Под микроскопом можно наблюдать их передвижение под влиянием электрического поля. Подсчет перемещающихся клеток производится автоматически. Скорость перемещения зависит от плотности заряда поверхности клетки.
Этот метод позволил исследовать клеточные суспензии из солидных* опухолей (рака почки, гепатомы). Как оказалось, опухолевые клетки имеют больший отрицательный заряд по сравнению с нормальными клетками. На фиг. 22 приведен пример такой ферограммы (Амброуз): на оси ординат показаны процентные соотношения клеток в общей популяции в соответствии с указанной на оси абсцисс подвижностью.
*В отличие от асцитных, растущих в виде сплошной массы клеток. — Прим. ред.
КЛЕТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Трансформированные клетки полиомы также отличаются от трансформированных фибробластов повышенной «отрицательной мобильностью». Рутенстрот-Байер получил сходные результаты при исследовании лейкозных клеток: гранулоциты или лимфоциты соответственно типу лейкоза замещались на более подвижные клетки.
Злокачественность опухолевых клеток и скорость их перемещения в электрическом поле, по-видимому, явления взаимосвязанные. Амброуз исследовал клетки из целой серии опухолей: солидной, метастаза и асцитной (все опухоли развились из одной и той же первичной опухоли). В этой серии связи между отдельными клетками ослабевали- в асцитных клетках связи настолько слабы, что клетки растут изолированно друг от друга. Что же касается избыточного отрицательного заряда, то он, наоборот, возрастал в этой серии в том же порядке (см. фиг. 22).
Нейраминовая кислота и фосфолипиды сообщают клеточным мембранам отрицательный заряд
Косвенные методы позволили сделать выводы относительно природы веществ, вызывающих избыточный отрицательный заряд опухолевых клеток:
- При обработке клеток ферментом нейраминидазой происходит расщепление нейраминовой кислоты без разрушения всей клеточной мембраны. Клетки, обработанные нейраминидазой, менее подвижны в электрическом поле и могут терять до 90% своего избыточного отрицательного заряда.
- Фосфолипиды клеточных мембран связывают ионы кальция. Клеточные мембраны, покрытые ионами кальция, также имеют меньший отрицательный заряд, в связи с чем клетки медленнее передвигаются в электрическом поле. (Предварительная идентификация фосфолипидов как носителей отрицательного заряда проводилась на моделях, а также на основании тщательного анализа зависимости подвижности клеток и заряда синтетических фосфолипидов от величины pH.)
- Недавно было высказано предположение о том, что нуклеиновые кислоты также могут способствовать повышению отрицательного заряда мембран.
В некоторых лейкозных клетках почти весь избыточный заряд может быть снят за счет обработки нейраминидазой.
В клетках асцитной опухоли Эрлиха отрицательный заряд, по-видимому, вызывают другие анионы. Большая подвижность трансформированных клеток полиомы по сравнению с нетрансформированными, очевидно, почти полностью определяется содержанием в них нейраминовой кислоты: после обработки нейраминидазой подвижность клеток снижается до уровня нормальных фибробластов.
