Для посиленого зростання ракової пухлини потрібні спеціальні клітини, які допоможуть їй впоратися з несприятливими умовами середовища.
Ракові пухлини неоднорідні за своїм складом, у кожній з них можна виділити багато груп клітин, що відрізняються за генетичним профілем. Тобто пухлина - це не просто скупчення клітин, які набули здатності до безконтрольного поділу, а досить складна система, в якій клітинні популяції з різними мутаціями співіснують один з одним. Є, наприклад, ракові клітини, які здатні йти у вільне плавання, утворюючи метастази, є нечисленні стовбурові ракові клітини, які можуть довго залишатися в сплячому стані, щоб потім прокинутися і відновити віддалену пухлину.
Але і серед звичайних клітин, що утворюють основну масу пухлини, можна виділити різновиди. Наприклад, деякі з них діляться швидше за інших. Можна припустити, що такі популяції повинні отримати перевагу і поступово витіснити менш розторопних «колег» з пухлини. Однак у реальності, тобто в живому організмі, рак стикається з низкою труднощів: йому не вистачає місця, кисню та поживних речовин. Тому пухлина зростає повільніше, ніж можна було б очікувати - приріст клітин компенсується їх загибеллю через погані екологічні умови. (Хоча компенсується, на жаль, не повністю.) І насправді «успіх» пухлини буде залежати не стільки від швидкості ділення клітин, скільки від балансу різних їх груп, кожної зі своїми функціями.
Щоб краще вивчити взаємини між різними типами клітин в пухлині, дослідники з Інституту раку Дани-Фарбер пересадили кільком мишам зразки людського раку грудей. Серед новоутворених пухлин Корнелія Поляк (Kornelia Polyak) і її колеги вибрали ті, які росли повільно, хоча клітини їх в лабораторних умовах ділилися дуже швидко. Потім повільні зразки розібрали по клітинних групах, які, в свою чергу, відрізнялися за білками, необхідними для зростання пухлини.
Ці групи, окремо або в комбінації один з одним, знову вводили тваринам. В результаті вдалося виявити два різновиди ракових клітин (одні активно синтезували білок CCL5, інші - білок IL11), які могли вивести пухлину з ростового глухого кута. Тобто якщо раптом зовнішні умови зовсім не дають раку рости, то саме такі клітини допомагають хвороби розвиватися далі.
Однак, як пишуть автори роботи в Nature, обидві клітинні групи зовсім не мали чисельної переваги в рамках пухлини, їхня власна швидкість поділу була не найвищою. Тобто вони допомагали рости іншим клітинам, послаблюючи обмеження середовища, але самі по собі ніяких ростових переваг від своєї роботи не отримували і продовжували ділитися повільно. Були й протилежні приклади: так, клітини, що синтезують білок LOXL3, самі по собі обганяли в рості більшість інших клітинних груп, але пухлина, складена з LOXL3-клітин, зростала слабо. Але якщо їх комбінували з «допомагаючими» клітинами IL11, то пухлина росла дуже швидко. Далі відбувалося наступне: швидко зростаючі клітини, що подолали труднощі середовища спільно з допоміжними клітинами, швидко їх придушували, так що повільноростучі допоміжні клітини з пухлини зникали. Тому, коли екологічні труднощі виникали знову, рак зупинявся в рості і навіть починав зменшуватися.
Звичайно, така модель, коли у нас є тільки дві клітинні групи, сильно спрощує реальний стан справ. У реальних пухлинах клітинних різновидів безліч, вони допомагають один одному в різних важких ситуаціях, і навряд чи якийсь із них може отримати вирішальну перевагу над іншими. З іншого боку, самі пухлини можуть відрізнятися за клітинним розмаїттям: наприклад, у одного пацієнта рак буде більш серйозним і агресивним через різноманітність клітинних груп, а в іншого той же тип раку буде більш, якщо можна сказати, спокійним. Можна припустити, що терапія буде тим ефективніше, чим точніше ліки будуть бити по конкретних клітинах, що забезпечують зростання своїх «колег по пухлині».