Принцип «выживания наиболее приспособленных» применяется к клеткам в ткани – быстрорастущие и делящиеся клетки являются подходящими. Относительно менее приспособленная клетка, даже если она здорова и жизнеспособна, будет уничтожена ее более приспособленными соседями. Важно отметить, что этот механизм отбора активируется только тогда, когда клетки с разным уровнем приспособленности присутствуют в одной и той же ткани.
Если ткань состоит только из менее приспособленных клеток, то так называемой клеточной конкуренции не происходит. Молекулярные биологи из Цюрихского и Колумбийского университетов – первые исследователи, продемонстрировавшие в исследовании, опубликованном в научном журнале Science, что для этого процесса клеточного отбора необходима врожденная иммунная система.
Врожденная иммунная система распознает более слабые клетки
Используя плодовую мушку в качестве модели, исследователи демонстрируют, что во время клеточной конкуренции в более слабых клетках активируется запрограммированная гибель клеток. Этот апоптоз индуцируется сигнальным белком Spatzle, который присоединяется к рецепторам, связанным с Toll.
Рецепторы, связанные с Toll, являются частью древней врожденной иммунной системы и обычно запускают защитную реакцию на бактериальную или грибковую инфекцию, но, как показали Мейер и его коллеги, они также могут запускать апоптоз в относительно менее приспособленных клетках. «Менее приспособленные клетки распознаются и удаляются с помощью коммуникационного пути в врожденной иммунной системе», – так главный автор Стефани Майер объясняет это поразительное явление. По словам профессора Конрада Баслера, пока не ясно, исходит ли исходный сигнал от клеток-победителей или от более слабых клеток-проигравших. "Мы до сих пор не знаем, связано ли это с добровольным или насильственным самоубийством менее приспособленных ячеек."
Когда побеждают не те
Иногда более сильная клетка не является здоровой, например, во время развития опухоли раковые клетки могут «вытеснить» своих более слабых соседей.
В этом случае именно здоровые клетки отстают с точки зрения приспособленности и, следовательно, обречены на смерть из-за механизма клеточной конкуренции. «Раковые клетки используют врожденную иммунную систему, чтобы вытеснить здоровые клетки», – резюмирует Лора Джонстон из Колумбийского университета. Эти новые результаты представляют особый интерес для исследований рака и раннего выявления болезни.
По словам исследователей, врожденная иммунная система может служить для выявления быстрорастущих, но еще не злокачественных клеток, и, таким образом, представлять собой способ борьбы с болезнью на ранней стадии.