Страсть к путешествиям в человеке может быть восхитительной или романтичной. При раковой опухоли это может быть летальным.
Большинство смертей от рака происходит из-за опухолевых клеток, которые отклонились от своего первоначального местоположения, чтобы проникнуть в отдаленные ткани. Однако, за некоторыми исключениями, врачи не имеют возможности определить, с большей вероятностью новообразованная опухоль останется бездействующей или отправит клетки-захватчики в другие части тела.
В исследовании, опубликованном в выпуске журнала Cancer Cell от 12 июля, ученые из Института рака Дана-Фарбер демонстрируют, что это возможно ?? рано в росте опухоли ?? для выявления генов рака, которые наделяют опухоль способностью метастазировать. Тестируя эту технику при раке кожи меланомы, они обнаружили шесть аномальных генов, которые вызывают рак и способствуют метастазированию. Один из этих генов, ACP5, можно использовать для прогнозирования вероятности распространения опухолей меланомы человека.
"Меланомы на ранней стадии часто излечиваются хирургическим путем, но примерно у 10 процентов пациентов, перенесших операцию и считающихся свободными от рака, болезнь рецидивирует в метастатической форме и становится фатальной," говорит старший автор статьи Линда Чин, доктор медицины, Дана-Фарбер. "Целью этого исследования было выяснить, сможем ли мы найти генетические события в опухолевых клетках, которые указывают на то, какие пациенты имеют высокий риск метастазирования."
Открытие шести генов, способных придавать метастазирующую способность клеткам меланомы "является важным шагом на пути к разработке прогностических тестов для выявления опухолей на ранних стадиях, которые могут распространяться и которые можно лечить соответствующим образом," добавляет Чин.
Чтобы стать метастатическими и жить в чужеродных частях тела, опухолевые клетки должны приобрести уникальный набор навыков выживания: они должны вырваться из своего обычного якоря, войти в кровоток или лимфатическую систему, выйти через кровеносные или лимфатические сосуды, проникнуть в отдаленные районы. ткани, растут, размножаются и привлекают кровоснабжение. Каждая из этих способностей возникает благодаря изменениям в генах или системе, которая включает и выключает гены.
Традиционно ученые полагали, что раковые клетки приобретают свой злокачественный потенциал постепенно, поскольку генетические ошибки накапливаются с течением времени: сначала они получают способность делиться без остановки, затем не могут умирать по расписанию, затем становятся способными отделяться от своих соседей и т. Д. Эта парадигма была опровергнута недавними исследованиями под руководством Чина, которые проясняют, что некоторые клетки получают генетические элементы метастазирования на ранних этапах своей эволюции. Таким опухолям в каком-то смысле суждено стать метастатическим. Ученые, которые знали, какие гены придают метастатическую силу, могли предсказать будущее опухоли на ранней стадии, что позволило врачам вылечить болезнь путем раннего вмешательства.
Чтобы выяснить, могут ли они идентифицировать такие гены в меланоме, Чин и ее коллеги использовали две группы мышей, созданных с помощью генной инженерии: одну, у которой опухоли меланомы никогда не становятся метастатическими, и другую, у которой меланомы всегда становятся метастатическими. Когда они просканировали два набора меланомных опухолей на предмет генетических различий, они обнаружили 360 генов, активность которых заметно различалась в метастатической и неметастатической группах.
Из этого списка они намеревались определить, какие гены действительно участвуют в метастатическом процессе, так называемом "Водитель" гены. В частности, они провели скрининг на гены, которые позволяют опухолевым клеткам проникать в соседние ткани, поскольку одно из первых действий, которые меланомная клетка должна делать в своем метастатическом путешествии, – это копать вниз от кожи, где она формируется, чтобы достичь подлежащей ткани.
Скрининг выявил 11 генов, которые напрямую влияли на способность клеток вторгаться. Поскольку экспериментальные модели не всегда отражают то, что происходит у реальных пациентов, исследователи затем исследовали активность этих генов на образцах меланомы человека. Для шести из них они обнаружили, что повышение активности было связано с идентичностью клетки как злокачественной и метастатической.
"Мы обнаружили, что все шесть из этих аномальных генов являются онкогенными, то есть они могут преобразовывать нормальные клетки кожи меланоцитов в клетки раковой меланомы," Чин говорит. "Более того, у пациентов, меланома которых вызвана этими шестью онкогенами, вероятно, будут метастазы."
Чтобы увидеть, могут ли гены служить биомаркерами, признаками вероятности распространения меланомной опухоли, исследователи провели углубленные исследования одного из них, ACP5. В серии экспериментов с лабораторными клеточными линиями и человеческими меланомами, трансплантированными мышам, они обнаружили, что опухоли с гиперактивным ACP5 гораздо более склонны к метастазированию, чем опухоли с нормальным геном.
Авторы утверждают, что исследование указывает на существование надежных биомаркеров для определения вероятности того, что опухоль станет метастатической, даже на ранней стадии развития опухоли. "Мы показали, что эти гены не только слабо коррелируют с метастатической активностью при меланоме, но и играют функциональную роль, заставляя клетки становиться и оставаться метастатическими," Замечания Чина. Такие гены ценны не только для прогностических тестов, которые указывают на вероятное течение заболевания, но и в качестве мишеней для лечения, которое может нарушить метастатический процесс в раковых клетках.
Еще предстоит проделать большую работу, прежде чем открытия, о которых сообщается в новом исследовании, можно будет преобразовать в готовый к клинической практике тест для оценки метастатического потенциала меланом, добавляет Чин, но это представляет собой ключевой шаг в этом направлении.