Новости и мнения

Раковые стволовые клетки действительно существуют?

Исследователи отслеживают опухоли по мере их развития, предоставляя больше поддержки идее, что клетки со свойствами, подобными стволовым клеткам, лежат в основе роста и рецидива рака.

В апреле Ученый спросил, готовы ли стволовые клетки рака к прайм-тайму? Спорная гипотеза утверждает, что клетки с характеристиками, подобными стволовым клеткам, например, способностью к самообновлению и появлению большего количества опухолевых клеток, способствуют способности рака уклоняться от традиционных методов лечения. Но, несмотря на предыдущие исследования, в ходе которых были обнаружены подмножества опухолевых клеток со способностью расти у мышей с ослабленным иммунитетом, не все убеждены в том, что развитие эндогенной опухоли стимулируется клетками с самообновляющейся способностью.

Теперь, используя методы генетической маркировки, три новых исследования отслеживают клеточные линии в новых опухолях, чтобы предоставить убедительные доказательства существования раковых стволовых клеток. Опубликованные сегодня (1 августа) в журнале «Nature and Science» , технически элегантные исследования «обеспечивают поддержку модели раковых стволовых клеток» применительно к трем различным типам солидных опухолей – коже, кишечнике и мозгу, – говорит Макс Уича , онколог из Университета Мичиган, который помог разработать гипотезу раковых стволовых клеток и в 2004 году стал одним из основателей OncoMed Pharmaceuticals для разработки методов лечения раковых стволовых клеток, но не участвовал в исследовании.

Гипотеза раковых стволовых клеток гласит, что клетки в опухолях имеют сходную «иерархию» с нормальными тканями, которые обновляются стволовыми клетками, такими как кожный или кишечный эпителий, объяснил Сунит Дас , нейробиолог из Университета Торонто, который не участвовал в исследование. Стволовые клетки медленно обновляются, проводя длительные периоды в состоянии покоя неделящихся, и производят множество быстрорастущих типов клеток. Поскольку лучевая и химиотерапия нацелены на быстрорастущие клетки, считается, что медленно растущие раковые стволовые клетки выживают после лечения, только чтобы потом заселить опухоль.

В предыдущих исследованиях, посвященных изучению существования и функции раковых стволовых клеток, использовались модели трансплантации, сказал Седрик Бланпен в Университете Свободы Брюсселя, который руководил одним из двух исследований природы . «В прошлом исследователи выделяли разные популяции опухолевых клеток и пересаживали их мышам с ослабленным иммунитетом», – объясняет Бланпейн. «Они обнаружили, что некоторые фракции опухоли растут лучше, чем другие. Они называли их раковыми стволовыми клетками, думая, что клетки питают рост чистой опухоли.

Но критики утверждали, что вместо того, чтобы демонстрировать существование раковых стволовых клеток, это просто показало отбор клеток, способных расти в новой среде. Луис Парада , чья группа в Юго-западном медицинском центре Университета Техаса опубликовала вторую статью « Природа» , отметил, что эти критические замечания особенно актуальны для солидных опухолей, которые требуют значительных манипуляций, прежде чем какие-либо подмножества клеток могут быть трансплантированы. «Вопрос, который мы хотели решить, был: возможно ли исследовать наличие раковых стволовых клеток в естественных условиях, где рак возник естественным и спонтанным образом без манипуляций?»

Для непосредственного выявления и отслеживания раковых стволовых клеток во всех трех группах использовалась генетика. Группа Бланпейна разработала мышей, чтобы клетки опухоли кожи экспрессировали флуоресцентный белок после введения канцерогена тамоксифена и отслеживали динамику роста светящихся опухолевых клеток. Вскоре после воздействия канцерогена у мышей на коже развились незлокачественные папилломы, в которых Бланпен и его коллеги определили два основных типа клеток: популяцию предшественников с ограниченной способностью дифференцироваться и на удивление короткой продолжительностью жизни, а также стволовые клетки. клеточные клетки, которые были долгоживущими и могли самообновляться или делиться для получения новых предшественников.

Принято считать, что раковые клетки приобретают чрезмерные пролиферативные способности, поэтому Бланпейн ожидал, что «клетки-предшественники будут бессмертными», сказал он. «Но только раковые стволовые клетки выжили в течение длительного времени», подчеркивая их важность для поддержки роста опухоли.

Работа группы в Нидерландах предоставила аналогичные доказательства рака кишечника, опубликованные в Science . Эта команда использовала комбинацию генетических мутаций, которые способствовали развитию рака толстой кишки из кишечных стволовых клеток, и снова пометила опухолевые клетки флуоресценцией. Отслеживая происхождение помеченных клеток, исследователи показали, что многие различные типы клеток опухоли были получены из раковых стволовых клеток, сказал один из первых авторов Хьюго Снипперт в Университете Медицинского Центра Утрехта. «Мы увидели, что раковые стволовые клетки производили новые клетки так быстро, что захватывали опухоль».

В третьем исследовании, опубликованном в журнале Nature группой Parada, изучалась глиобластома рака головного мозга, и были получены доказательства еще одного аспекта гипотезы раковых стволовых клеток – что клетки со свойствами, подобными стволовым клеткам, способствуют рецидиву рака после лечения. Еще раз, исследователи использовали флуоресцентные маркеры на мышах, чтобы показать, что после химиотерапии стволовые клетки, подобные клеткам, стимулировали рост опухоли. Разработав эту популяцию клеток, чтобы она была чувствительной к противовирусному препарату ганцикловиру, ученые смогли избирательно убивать раковые стволовые клетки в опухоли. Это замедляло прогрессирование предраковых поражений и предотвращало проникновение злокачественных новообразований в нормальные ткани мозга. Комбинация ганцикловира с химиотерапией значительно продлила жизнь мышей.

Исключение стволовых клеток не вылечило глиобластомы, предполагая, что другие раковые клетки также обладают ограниченной способностью делиться и дифференцироваться, но опухоли, которые действительно повторялись, были гораздо менее агрессивными, сказал Алонзо Росс , биолог по раковым заболеваниям в Медицинском университете Массачусетса. Школа, которая не была вовлечена в учебу. Воспроизведение аналогичного результата на людях было бы «огромным шагом вперед», сказал он, учитывая, что средняя выживаемость пациентов с глиобластомой составляет около 14 месяцев, и даже после операции, облучения и химиотерапии опухоли неизменно повторяются в течение 5–6 месяцев.

Группа Parada проводит скрининг культивируемых стволовых клеток глиобластомы на чувствительность к лекарствам, которые не убивают нормальные стволовые клетки. Возможно также, как предположил Дас, сделать раковые стволовые клетки более уязвимыми для стандартной терапии с помощью препаратов, которые стимулируют раковые стволовые клетки к дифференцировке.

Но независимо от стратегии, медленно растущие раковые клетки должны быть направлены на предотвращение устойчивости к химиотерапии и рецидива опухоли. «[Это] сообщение неоспоримо,» сказал Дин Тан , патолог , который изучает раковые стволовые клетки в MD Anderson Cancer Center в Техасе, и не принимал участия в исследовании. «Но как вы нацелены на покой? Это большой вопрос, стоящий перед полем ».

Г. Дриссенс и др., «Определение способа роста опухоли с помощью клонального анализа», Nature , doi: 10.1038 / nature11344, 2012.

AG Schepers, et al., «Отслеживание клонов выявляет активность стволовых клеток Lgr5 + в аденомах кишечника мышей», Science , doi: 10.1126 / science.1224676, 2012.

J. Chen, et al., «Ограниченная клеточная популяция размножает рост глиобластомы после химиотерапии», Nature , doi: 10.1038 / nature11287, 2012.

Примечание редактора (1 августа 2012 г.): эта история была обновлена, чтобы включить соучредителя Макса Уича в компанию OncoMed Pharmaceuticals.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *