Может ли лечение поддерживать переработку клеточного материала, не давая преимуществ отдельным клеткам?

При действии спермидина как миметика голодания возобновление питания на пике иммунной цитотоксичности может усиливать патологический отбор за счёт преимущественного уничтожения нормальных регенерирующих клеток. Предполагается, что при выходе нормальных клеток из покоя экспрессия лигандов активирующего иммунного рецептора NKG2D временно повышается сильнее, чем у части уже изменённых клеток. Удаление нормальных клеток иммунной системой тогда освобождает место для последующего увеличения абсолютной численности клеток изменённого клона. Согласно гипотезе, разделение во времени стимуляции регенерации и этого периода иммунного распознавания позволяет сохранить пользу аутофагии, вызванной спермидином, и нормальные клетки, конкурирующие с изменённым клоном, ограничивая SPV_9. Возможное продление жизни связано с сочетанием устранения внутриклеточных повреждений и предотвращения отбора, способствующего развитию опухоли. Гипотеза предполагает смену основной мишени иммунной системы: преимущественное уничтожение нормальных регенерирующих клеток способствует росту изменённого клона. Поэтому простое усиление иммунного надзора во время регенерации должно ухудшать результат.

Кратковременная блокада NKG2D только в этот период либо удаление соответствующих лигандов только у нормальных клеток уменьшит последующий прирост абсолютной численности клеток клона при сохранении аутофагического потока. Блокада в другой период такого эффекта не даст. Если иммунная система не будет преимущественно уничтожать нормальные клетки, центральное звено гипотезы будет опровергнуто, даже если изменение времени воздействий окажется полезным.

Кратковременная блокада рецептора NKG2D только в этот период либо удаление соответствующих лигандов только у нормальных клеток уменьшит последующий абсолютный прирост численности клона при сохранении аутофагического потока. Блокада в другой период такого эффекта не даст. Если иммунные клетки не будут преимущественно уничтожать нормальные клетки, центральное звено гипотезы будет опровергнуто, даже если изменение времени воздействий окажется полезным.

Вызванная спермидином переработка клеточного материала и клональный рост могут происходить в разное время из-за различий в продолжительности жизни белков даёт другое предсказание: Если у старых мышей с мечеными нормальными клетками кишечника и клетками с изменённым геном Apc кратковременное воздействие спермидина и питание совпадут по времени с пиком иммунной активности, сначала возрастёт число контактов иммунных клеток с нормальными клетками и усилится гибель нормальных клеток, а затем увеличится абсолютная численность изменённого клона. Кратковременная блокада рецептора NKG2D только в этот период либо удаление соответствующих лигандов только у нормальных клеток уменьшит последующий абсолютный прирост численности клона при сохранении аутофагического потока. Блокада в другой период такого эффекта не даст. Если иммунные клетки не будут преимущественно уничтожать нормальные клетки, центральное звено гипотезы будет опровергнуто, даже если изменение времени воздействий окажется полезным.

Преждевременная репликация ДНК может повреждать клетки при выходе из покоя и давать преимущество изменённым клонам даёт другое предсказание: У старых мышей с мечеными нормальными клетками кишечника и клетками с изменённым Apc совпадение кратковременного воздействия спермидина, питания и пика иммунной активности сначала увеличит число контактов иммунных клеток с нормальными клетками и усилит гибель нормальных клеток, а затем увеличит абсолютное число клеток изменённого клона. Кратковременная блокада NKG2D только в этот период либо удаление соответствующих лигандов только у нормальных клеток уменьшит последующий прирост абсолютного числа клеток клона при сохранении аутофагического потока. Перенос блокады на другой период такого эффекта не даст. Отсутствие преимущественной гибели нормальных клеток под действием иммунных клеток опровергнет центральное звено гипотезы, даже если изменение времени воздействий окажется полезным.

Согласно проверяемой гипотезе, возможность отделить полезное действие полиаминового миметика от патологического клонального отбора определяется частотно-зависимой конкуренцией, опосредованной секретируемым ферментом NOTUM. Эта гипотеза предполагает, что кратковременное воздействие спермидина, совпавшее по времени с фазой питания, усиливает продукцию NOTUM изменёнными клетками; этот фермент подавляет WNT-зависимое восстановление соседних нормальных клеток. Если локальная доля изменённых клеток превышает определённый порог, их преимущество сохраняется при любом сдвиге пика иммунной активности в рассматриваемом диапазоне. При доле ниже порога раннее удаление части изменённых клеток позволяет нормальным клеткам восстановиться, и следующее кратковременное воздействие спермидина даёт иной результат при той же суммарной дозе. Из этой гипотезы следует, что универсального безопасного интервала между воздействием спермидина и питанием здесь нет: для стабилизации SPV_9 требуется удерживать конкурентное преимущество, обусловленное секрецией NOTUM, ниже порога. Предлагаемый для проверки вариант вмешательства сочетает миметик аутофагии с ограниченным по времени подавлением NOTUM.

Изменение порядка фаз питания и удаления клеток даст разные результаты при исходной доле выше и ниже измеренного порога. Генетическое выключение Notum в изменённых клетках устранит этот порог. Вместе с ним исчезнет связанное с порогом взаимодействие между исходной долей клона и графиком воздействий, а аутофагический ответ нормальных клеток сохранится. Если преимущество одинаково при разных долях и сохраняется после выключения Notum, предложенный механизм отвергается.

Кратковременная блокада NKG2D только в этом интервале либо удаление соответствующих лигандов только у нормальных клеток уменьшит последующий прирост абсолютной численности клона при сохранении аутофагического потока. Перенос блокады на другой интервал такого эффекта не даст. Если нормальные клетки не будут преимущественно погибать под действием иммунных клеток, это опровергнет центральное звено гипотезы, даже если изменение времени воздействий окажется полезным.

Вызванная спермидином переработка клеточного материала и клональный рост могут происходить в разное время из-за различий в продолжительности жизни белков даёт другое предсказание: При одинаковом режиме введения спермидина и одинаковой общей плотности клеток направление изменения доли изменённого клона будет зависеть от его исходной локальной доли. Изменение порядка фаз питания и иммунного удаления клеток даст разные результаты при исходных долях выше и ниже измеренного порога. Генетическое выключение Notum в изменённых клетках устранит этот порог. При этом результат изменения времени воздействий перестанет зависеть от исходной доли клона, а аутофагический ответ нормальных клеток сохранится. Если преимущество одинаково при разных долях и сохраняется после выключения Notum, гипотеза о предложенном механизме будет опровергнута.

Преждевременная репликация ДНК может повреждать клетки при выходе из покоя и давать преимущество изменённым клонам даёт другое предсказание: При одинаковой схеме введения спермидина и одинаковой общей плотности клеток направление изменения доли изменённого клона будет зависеть от его исходной локальной доли. Изменение порядка фаз питания и удаления клеток даст разные результаты по разные стороны измеренного порога. Генетическое выключение Notum в изменённых клетках устранит этот порог. Эффект схемы воздействия перестанет зависеть от исходной доли клона, а аутофагический ответ нормальных клеток сохранится. Если преимущество одинаково при разных долях и сохраняется после выключения Notum, предложенный механизм отвергается.

Предполагается, что спермидиновый миметик позволяет разделить во времени пользу от аутофагии и клональный рост благодаря различиям во времени жизни продуктов трансляции. Гипусинированный фактор трансляции eIF5A поддерживает образование регулятора лизосомной программы TFEB и регулятора роста MYC. Согласно гипотезе, после короткого импульса воздействия лизосомный аппарат, сформированный при участии TFEB, сохраняет функцию дольше, чем длится стимуляция роста под действием MYC. Если питание возобновляется в этом промежутке, нормальная ткань продолжает перерабатывать повреждённые компоненты, а дополнительная стимуляция роста изменённых клеток уже прекращается. Предполагаемый механизм такого разделения состоит в различиях в скорости обновления конкретных белков. Согласно этой гипотезе, такой миметик воспроизводит последовательность физиологической очистки и восстановления, стабилизирует SPV_10 и потенциально сохраняет благоприятное влияние на продолжительность жизни при ограничении опухолевого риска.

Возобновление питания в этот промежуток сохранит функциональную пользу при меньшем абсолютном росте изменённых клеток даже в культуре без иммунных клеток и при выключенном Notum. Экспериментальное продление времени жизни MYC устранит этот промежуток, а обратимое удаление TFEB до формирования лизосомной программы устранит сохраняющуюся пользу от аутофагии. Если повышение аутофагического потока и дополнительная активность MYC прекращаются одновременно либо изменение времени жизни MYC не влияет на возможность разделить эти эффекты во времени, гипотеза отвергается.

Кратковременная блокада NKG2D только в этом интервале либо удаление соответствующих лигандов только у нормальных клеток уменьшит последующий прирост абсолютной численности клона при сохранении аутофагического потока. Перенос блокады на другой интервал такого эффекта не даст. Если нормальные клетки не будут преимущественно погибать под действием иммунных клеток, это опровергнет центральное звено гипотезы, даже если изменение времени воздействий окажется полезным.

Когда доля изменённых клеток в локальной популяции превышает порог, они могут подавлять нормальное восстановление с помощью фермента даёт другое предсказание: При одинаковом режиме введения спермидина и одинаковой общей плотности клеток направление изменения доли изменённого клона будет зависеть от его исходной локальной доли. Изменение порядка фаз питания и иммунного удаления клеток даст разные результаты при исходных долях выше и ниже измеренного порога. Генетическое выключение Notum в изменённых клетках устранит этот порог. При этом результат изменения времени воздействий перестанет зависеть от исходной доли клона, а аутофагический ответ нормальных клеток сохранится. Если преимущество одинаково при разных долях и сохраняется после выключения Notum, гипотеза о предложенном механизме будет опровергнута.

Преждевременная репликация ДНК может повреждать клетки при выходе из покоя и давать преимущество изменённым клонам даёт другое предсказание: После спермидинового импульса обнаружится интервал, в котором аутофагический поток остаётся повышенным, а дополнительная активность MYC уже угасла. Возобновление питания в этом интервале сохранит функциональную пользу при меньшем абсолютном росте изменённых клеток даже в культуре без иммунных клеток и при выключенном Notum. Экспериментальное продление времени жизни MYC устранит этот интервал, а обратимое удаление TFEB перед формированием лизосомной программы устранит сохраняющуюся пользу аутофагии. Если усиленная переработка клеточного материала и дополнительная стимуляция роста прекращаются одновременно либо изменение времени жизни MYC не влияет на возможность разделить эти эффекты во времени, гипотеза отвергается.

Патологический отбор при совпадении действия спермидинового миметика с возобновлением питания может быть связан со слишком ранним началом репликации ДНК в нормальных клетках, выходящих из клеточного покоя. Согласно гипотезе, усиление роста сокращает промежуток между выходом из клеточного покоя и началом синтеза ДНК, оставляя слишком мало времени для загрузки комплекса репликативной хеликазы MCM2-7. Нормальные клетки начинают первую репликацию с недостаточно подготовленными точками начала репликации, получают повреждения, и их клеточный цикл останавливается. Клетки изменённого клона, которые уже проходят клеточный цикл, избегают риска, связанного именно с этим переходом. Разделение во времени кратковременной активации аутофагии и сильного сигнала, вызванного поступлением питательных веществ, позволяет завершить подготовку к репликации. Это сохраняет нормальные клетки, конкурирующие с изменённым клоном, и стабилизирует SPV_9. В этой гипотезе благоприятный временной интервал определяется готовностью хромосом к удвоению, а время удаления клеток иммунной системой имеет второстепенное значение.

Эффект сохранится при выключенном Notum и отсутствии иммунных клеток. Кратковременное продление подготовительной фазы G1 путём обратимого воздействия на циклинзависимые киназы должно восстановить загрузку MCM2-7 и уменьшить последующее преимущество изменённого клона при сохранении аутофагии. Для подтверждения гипотезы требуется сопоставить число завершённых делений за весь цикл: одного лишь подавления пролиферации недостаточно. Если преимущество выбранной последовательности воздействий сохраняется после того, как клетки в сравниваемых условиях стали одинаково подготовлены к репликации, гипотеза отвергается.

Кратковременная блокада NKG2D только в этом интервале либо удаление соответствующих лигандов только у нормальных клеток уменьшит последующий прирост абсолютной численности клона при сохранении аутофагического потока. Перенос блокады на другой интервал такого эффекта не даст. Если нормальные клетки не будут преимущественно погибать под действием иммунных клеток, это опровергнет центральное звено гипотезы, даже если изменение времени воздействий окажется полезным.

Когда доля изменённых клеток в локальной популяции превышает порог, они могут подавлять нормальное восстановление с помощью фермента даёт другое предсказание: При одинаковом режиме введения спермидина и одинаковой общей плотности клеток направление изменения доли изменённого клона будет зависеть от его исходной локальной доли. Изменение порядка фаз питания и иммунного удаления клеток даст разные результаты при исходных долях выше и ниже измеренного порога. Генетическое выключение Notum в изменённых клетках устранит этот порог. При этом результат изменения времени воздействий перестанет зависеть от исходной доли клона, а аутофагический ответ нормальных клеток сохранится. Если преимущество одинаково при разных долях и сохраняется после выключения Notum, гипотеза о предложенном механизме будет опровергнута.

Вызванная спермидином переработка клеточного материала и клональный рост могут происходить в разное время из-за различий в продолжительности жизни белков даёт другое предсказание: После спермидинового импульса обнаружится промежуток времени, в течение которого аутофагический поток остаётся повышенным, а активность MYC уже вернулась к исходному уровню. Возобновление питания в этот период сохранит благоприятный функциональный эффект при меньшем абсолютном приросте числа изменённых клеток даже в культуре без иммунных клеток и при выключенном Notum. Экспериментальное увеличение времени жизни MYC устранит этот временной промежуток, а обратимое удаление TFEB до формирования лизосомной программы устранит сохраняющуюся пользу аутофагии. Если эффекты действия этих белков будут затухать одновременно либо изменение времени жизни MYC не повлияет на возможность разделить эти эффекты во времени, гипотеза будет отвергнута.