Некоторые методы лечения рака направлены на остановку роста опухоли путем воздействия на кровеносные сосуды, которые питают опухолевую массу, в то время как другие действуют на иммунную систему, пытаясь устранить опухоль. Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора обнаружили, что кровеносные сосуды опухоли и иммунная система влияют на функции друг друга, и предполагают, что учет этих двусторонних эффектов в терапии рака может улучшить результаты. Исследование появляется в Nature.
"Одной из характеристик успешных раковых опухолей является их способность запускать образование новых кровеносных сосудов, процесс, называемый ангиогенезом, для доставки кислорода и питательных веществ к растущей клеточной массе," сказал автор-корреспондент д-р. Сян Чжан, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии и Центра груди Лестера и Сью Смит в Бэйлоре. "Терапия, направленная на блокирование ангиогенеза и голодание опухоли, может замедлить ее рост; однако они также могут иметь нежелательный эффект, прогрессирование опухоли и устойчивость к лечению."
Чтобы лучше понять это очевидное противоречие, Чжан и его коллеги внимательно изучили микросреду опухоли при раке груди.
Кровеносные сосуды и иммунная система разговаривают друг с другом
"Мы пытаемся раскрыть более полную картину микросреды опухоли при раке груди," сказал Чжан, который также является стипендиатом Макнейра в Бэйлоре. "Среда опухоли включает в себя опухолевые клетки и другие типы клеток, которые задействованы в опухолевой массе и помогают опухоли расти. Ученые разделили эти клетки на субпопуляции и изучили их отдельно. Мы думаем, что для более полного понимания всего микросреды опухоли мы должны изучить ее вместе со всеми типами клеток. Здесь мы применили этот подход и впервые обнаружили связь между кровеносными сосудами опухоли и иммунной системой."
Несмотря на их обилие, кровеносные сосуды опухоли выполняют свою работу плохо, потому что их структура и функции ненормальны. Например, они не доставляют достаточно крови к опухоли, что ограничивает количество кислорода и питательных веществ и создает жесткую микросреду, которая может стимулировать некоторые раковые клетки к выходу через щели в кровеносных сосудах и приводить к метастазам. Аномальные кровеносные сосуды опухоли также могут мешать противоопухолевым иммунным клеткам или лекарствам, пытающимся достичь опухоли.
В последнее время восстановление функции и структуры кровеносных сосудов опухоли до нормального состояния, процесс, называемый нормализацией сосудов, считается многообещающей стратегией для улучшения терапии кровеносных сосудов. Нормализация сосудов может потенциально ограничить или предотвратить прогрессирование рака и метастазирование, а также улучшить ответ на иммунотерапию, химиотерапию и лучевую терапию. Однако мало что известно о том, как микросреда опухоли регулирует нормализацию сосудов.
Применяя свой подход к изучению микросреды опухоли в целом, Чжан и его коллеги обнаружили, что иммунные клетки, называемые Т-лимфоцитами, могут способствовать процессу нормализации сосудов.
"Верно и взаимное регулирование," Чжан сказал. "Если мы изменим структуру сосудистой сети опухоли в сторону нормализации сосудов, то мы также сможем стимулировать Т-клетки к проникновению в опухоль. Это двунаправленное регулирование между кровеносными сосудами и иммунной системой ранее не было выяснено."
Значение для лечения рака
"В клинике использовались как терапия против кровеносных сосудов, так и иммунотерапия, и они имели разную степень успеха," сказал Чжан. "Например, иммунотерапия оказалась успешной при некоторых типах рака, таких как меланома и рак легких, которые являются очень агрессивными формами рака, которые не получали эффективного лечения, пока не появились эти методы лечения. Тем не менее, есть еще много пациентов, которые не реагируют на этот вид терапии. Точно так же из терапии антикровеносных сосудов мы знаем, что многие попытки не были столь успешными, как ожидалось, и мы не могли понять, почему."
Работа исследователей предполагает, что терапия должна учитывать не только, например, присутствие иммунных клеток и их активность в микросреде опухоли, но и сосудистую структуру опухоли, поскольку это имеет значение, будет ли опухоль реагировать на иммунотерапию.
"Наши результаты показывают, что противораковая терапия кровеносных сосудов, скорее всего, влияет на противоопухолевый иммунный ответ, и наоборот. Следовательно, есть вероятность, что, комбинируя методы лечения, мы сможем добиться лучших результатов," Чжан сказал. "Однако до практических клинических решений пока еще далеко. Мы надеемся, что наша работа предоставит некоторую терапевтическую теоретическую основу для тех исследователей, которые используют два разных метода лечения, чтобы сотрудничать и изучать биомаркеры и терапевтические стратегии друг друга."