В новом исследовании ученые Йельского онкологического центра продемонстрировали мощный метод анализа изменения опухолевых клеток при их метастазировании или распространении в мозг. Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, может в конечном итоге улучшить раннюю диагностику и лечение метастатического рака мозга, заболеваемость которым растет и лечение которого обычно ограничено.
"Как только опухоль метастазирует в головной мозг, большинство медикаментозных методов лечения перестают быть эффективными," сказал старший автор Дон Нгуен, доцент кафедры патологии онкологического центра Йельского университета. "Возникает большой вопрос, связано ли это с тем, что эти препараты не попадают в мозг, который является трудным местом для проникновения лекарств, или потому, что действуют дополнительные механизмы."
Эмили Уингроув, аспирантка его лаборатории и соавтор статьи, ответила на этот вопрос с "ксенотрансплантат" модели метастазов, в которых опухолевые клетки человека переносились мышам, лишенным иммунной системы. Вингроув и со-ведущий автор Зунчжи Лю разработали систему для чрезвычайно точного секвенирования РНК образцов ткани ксенотрансплантата для изучения экспрессии генов как в опухолевых клетках человека, так и в клетках мыши. Экспрессия генов стимулирует выработку белков, которые формируют клетку для ее конкретной роли в организме, например, клетку легких или мышц.
Эксперименты начались на мышах с клеточной линией рака легких человека, которая быстро метастазирует в мозг. Исследователи проанализировали, как изменилась экспрессия генов по мере того, как опухоли начали расти, и сравнили это с экспрессией в здоровой мозговой ткани.
В целом, ученые обнаружили поразительный набор изменений в экспрессии генов. "Мы наблюдаем изменения в тысячах генов, вызванные микросредой опухоли," сказал Wingrove. "Я бы никогда не подумал, что так много генов изменится только тогда, когда вы выращиваете клетки в другом контексте."
После проверки некоторых из этих результатов путем изучения образцов тканей человека, исследователи расширили проект, проанализировав другие модели ксенотрансплантатов метастатической меланомы головного мозга и рака груди.
Исследование также предоставляет множество ключей для выявления новых биомаркеров для раннего обнаружения метастазов в головной мозг. Сегодня рак мозга, как правило, уже находится на поздней стадии, когда он обнаруживается клинически. Лаборатория Нгуена также изучает потенциальные возможности использования существующих лекарств против некоторых целей, предложенных исследованием.