Исследователи из Универсального онкологического центра Йонссона Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, пытаясь найти стволовые клетки рака легких, разработали уникальную модель, позволяющую проводить дальнейшие исследования клеток, которые, по мнению многих, могут лежать в основе всех видов рака легких.
«Если бы исследователи смогли найти способ изолировать и выращивать стволовые клетки рака легких, они могли бы изучить их биологические механизмы и, возможно, определить цели для новых методов лечения», – сказал Радж Батра, доцент медицины и ученый из онкологического центра Джонссона.
"Эта модель позволяет нам тестировать на образцах пациентов, какие маркеры указывают на наличие стволовых клеток рака легких," сказал Батра, старший автор исследования. "Наша конечная цель – определить рак легких и клетки, которые его вызывают, чтобы мы могли разработать более эффективные методы лечения."
Исследование опубликовано в июньском выпуске PLoS One, рецензируемого журнала Публичной научной библиотеки.
Ученые на протяжении десятилетий взвешивали две конкурирующие теории происхождения рака. Согласно одной теории, все клетки опухоли одинаковы, с одинаковой способностью делиться и образовывать новые опухоли. Другая теория гласит, что только несколько избранных клеток из опухоли обладают способностью инициировать новую опухоль – раковые стволовые клетки. За последнее десятилетие ученым удалось выделить стволовые клетки лейкемии, а также стволовые клетки рака мозга и груди. Многие ученые считают, что большинство, если не все, раковые заболевания однажды будут связаны с этими стволовыми клетками.
Лишь небольшой процент клеток в опухоли – это раковые стволовые клетки, поэтому их трудно найти и еще труднее нацелить. Современные методы лечения рака предназначены для нацеливания на делящиеся клетки, и лечение действительно убивает большинство раковых клеток. Но раковые стволовые клетки могут бездействовать и выжить при химиотерапии, а также при лечении, применяемом в настоящее время на молекулярном уровне. Поскольку они не делятся активно, они невидимы для обычных методов лечения.
В какой-то момент раковые стволовые клетки начинают процесс самообновления и дифференциации, создавая новую опухоль. Это объясняет, почему люди могут годами оставаться свободными от рака и все же страдать от рецидива.
По словам Батры, рак легких – это не отдельное заболевание, а совокупность подтипов с разными характеристиками. Некоторые виды рака легких являются инвазивными и быстро распространяются по организму, а некоторые становятся устойчивыми к лекарствам. Может быть одна стволовая клетка рака легкого, вызывающая разные подтипы, или может быть другая стволовая клетка рака легкого, ответственная за каждый. Поскольку известно, что раковые стволовые клетки обладают уникальными свойствами – предрасположенностью к метастазированию и устойчивости к лекарствам – Батра предложил извлекать стволовые клетки-кандидаты непосредственно из клинических образцов на основе экспрессируемых ими маркеров, а затем проверять эти клетки функционально.
Пытаясь найти стволовые клетки рака легких, Батра и его команда собрали образцы у пациентов со злокачественными плевральными выпотами – состоянием, при котором аномальное количество жидкости собирается между тонкими слоями ткани, выстилающей легкое снаружи, и стенкой легкого. грудная полость.
В ходе предыдущих попыток они обнаружили, что культивирование клеток рака легких из опухолей в чашках Петри не работает. Выросшие клетки не были репрезентативными для гетерогенных клеток, обнаруженных в опухоли. Батра и его команда стремились выращивать клетки в среде, максимально приближенной к той, в которой растет опухоль.
Используя жидкость из плевральных выпотов, Батра надеялся создать микросреду, в которой опухолевые клетки останутся гетерогенными, что позволит исследователям более легко идентифицировать стволовые клетки-кандидаты в раковые опухоли.
"Использование той же среды, из которой были извлечены опухоли, позволяет нам выращивать гораздо более широкий спектр опухолевых клеток," Батра сказал. "Гораздо больше неоднородности."
Чтобы подтвердить свою концепцию, Батра искал как поверхностные, так и эпигенетические маркеры, связанные с раковыми стволовыми клетками, и обнаружил сигнатуры для большинства этих маркеров в клетках, которые они вырастили.
"Мы смогли создать культуры in vitro с высокой эффективностью, используя новую стратегию, в которой использовалось аутологичное микроокружение опухоли," в исследовании говорится. "В этой модели первичной культуры мы смогли предоставить доказательство концепции, что присутствуют стволовые клетки-кандидаты рака легкого, что стволовые клетки-кандидаты рака легких могут сохраняться в течение долгого времени в этой среде, и мы можем живыми сортировать стволовые клетки-кандидаты рака легких. клетки из этих первичных культур для оценки их фенотипа в различных биоанализах."
Батра и его команда семь раз из семи успешно выращивали гетерогенные культуры клеток из семи разных образцов пациентов. Каждый из семи образцов имел молекулярные особенности, указывающие на наличие раковых стволовых клеток.
"Мы чувствуем, что смогли это сделать, потому что использовали не только опухолевые клетки, но и клетки, которые сопровождают опухолевые клетки, и жидкость, в которой они живут и растут," Батра сказал. "Это позволит нам разработать более репрезентативную модель рака легких."
Джудит С. Гассон, директор онкологического центра Джонссона, сказал, что понимание стволовых клеток рака легких может привести к новым методам лечения, которые будут лучше бороться с этой болезнью, от которой ежегодно умирают более 160000 американцев.
"Исследователи онкологического центра Йонссона были в авангарде разработки нынешней волны таргетных методов лечения, которые оказались столь успешными в борьбе с раком. Но эти методы лечения не достигают раковых стволовых клеток," Гассон сказал. "Нам необходимо понять биологию раковых стволовых клеток, чтобы мы могли разработать следующую новую волну молекулярно-целевых методов лечения, направленных на эти важные клетки."
Источник: Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе