Исследователи Массачусетской больницы общего профиля (MGH) определили способ, которым тип рака легких кооптирует часть иммунной системы для ускорения прогрессирования опухоли. В декабре. В первом выпуске журнала Science команда Центра системной биологии MGH описывает "перекрестные помехи" между опухолями легких и костным мозгом, что приводит к образованию иммунных клеток, которые перемещаются к опухоли и способствуют ее прогрессированию.
"Иммунные клетки играют решающую роль в развитии рака. Например, мы уже знаем, что Т-клетки могут устранять опухоли и активироваться с помощью иммунотерапии. Опухоли являются домом для различных типов иммунных клеток, некоторые из которых остаются гораздо менее изученными, чем Т-клетки, и могут также контролировать прогрессирование рака" говорит Микаэль Питтет, доктор философии, директор программы иммунологии рака в Центре системной биологии MGH и старший автор научной статьи. "Миелоидные клетки – это иммунные клетки, привлекающие внимание, поскольку они могут проникать в широкий спектр опухолей. Эти клетки включают нейтрофилы и макрофаги и, по-видимому, модулируют ключевые процессы, связанные с раком."
Недавние исследования показали, что миелоидные клетки, инфильтрирующие опухоль, первоначально производятся в костном мозге. Для текущего исследования команда MGH дополнительно изучила, изменилась ли активность костного мозга при наличии рака в другой части тела, в данном случае рака легких. Их первоначальные эксперименты показали повышенную активность костей у двух мышей с моделями распространенной формы рака легких и у 70 пациентов с раком легких, даже при отсутствии метастазов в кости. Как количество, так и активность остеобластов – клеток, которые производят и изменяют форму костной ткани – были увеличены в костном мозге мышей с опухолями легких по сравнению с животными, не страдающими от рака; и уменьшение количества остеобластов у мышей не только ограничивало инфильтрацию опухолей нейтрофилами, но также прерывало прогрессирование опухоли.
Исследование нейтрофилов, связанных с опухолью, выявило две популяции, которые можно было различить по экспрессии белка, называемого SiglecF. Накопление нейтрофилов, экспрессирующих высокие уровни SiglecF, по сравнению с другими нейтрофилами, зависело от количества остеобластов в костях. Было обнаружено, что эти нейтрофилы SiglecFhigh способствуют инфильтрации рака. Клетки проявляли множество функций, связанных с прогрессированием опухоли; их присутствие в опухолях мышей существенно ускоряет рост рака, а в опухолях легких человека сигнатура нейтрофилов SiglecFhigh была связана с плохой выживаемостью пациентов. Поиск факторов, которые могут передавать активирующий сигнал от опухолей легких к остеобластам, индуцируя продукцию нейтрофилов SiglecFhigh, выявил молекулу под названием sRAGE. Этот растворимый фактор был обнаружен в более высоких концентрациях в крови животных с опухолями легких, мог увеличивать активацию остеобластов и способствовать созреванию нейтрофилов в культивируемых клетках.
"Наши результаты указывают на существование дистанционных взаимодействий между опухолями легких и костями: опухоли легких дистанционно активируют остеобласты, а эти костные клетки, в свою очередь, формируют иммунитет, снабжая опухоли нейтрофилами, способствующими развитию рака," – говорит Питте, доцент кафедры радиологии Гарвардской медицинской школы. "Поскольку пациенты со многими типами рака имеют повышенный уровень миелоидных клеток в крови, возможно, что другие опухоли могут иметь аналогичное взаимодействие с костью, увеличивая производство миелоидных клеток."
Питте добавляет, что это исследование "показывает важность изучения рака как системного заболевания. Изучение того, как органы, далекие от опухолей, способствуют прогрессированию рака, должно привести нас к способам управления этими системными действиями в терапии. Мы начали изучать сложность миелоидных реакций на рак и идентифицировать молекулярные и клеточные компоненты, которые способствуют развитию болезни. С конечной целью улучшения качества жизни пациентов мы надеемся, что модуляция миелоидных путей преодолеет некоторые ограничения существующих вариантов лечения."