Кластеры циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) – скопления от 2 до 50 опухолевых клеток, которые отрывают первичную опухоль и переносятся через кровоток – по-видимому, с гораздо большей вероятностью вызывают метастазирование, чем отдельные ЦОК, согласно исследованию исследователей из Онкологический центр Массачусетской больницы общего профиля (MGH). Их отчет в выпуске Cell от 28 августа также предполагает, что белок клеточной адгезии, связывающий кластеры СТС вместе, является потенциальной терапевтической мишенью.
"Хотя ЦКО считаются предшественниками метастазов, значение кластеров ЦОК, которые легко обнаруживаются с помощью устройств, разработанных здесь, в MGH, остается неуловимым," говорит Шьямала Махешваран, доктор философии из онкологического центра MGH, соавтор статьи Cell. "Наши выводы о том, что наличие кластеров ЦОК в крови больных раком связано с плохим прогнозом, могут идентифицировать новый и потенциально достижимый шаг в распространении рака через кровь."
В своих экспериментах команда использовала две версии микрожидкостного устройства под названием CTC-Chip – обе были разработаны в Центре инженерных исследований в медицине MGH – которое захватывает ЦОК из образцов крови таким образом, чтобы сделать клетки доступными для научных исследований. Одна версия – HBCTC-Chip – может эффективно улавливать чрезвычайно редкие ЦОК в образце крови. Другая версия, CTC-iChip, быстро изолирует ЦОК способом, который не зависит от предварительно идентифицированных опухолевых антигенов, что позволяет захватить клетки с паттернами экспрессии генов, которые могут быть пропущены антителами, используемыми в HBCTC-Chip.
Серия экспериментов на животных моделях рака груди показала, что:
Анализ образцов крови, взятых в несколько моментов времени у группы пациентов с различными формами прогрессирующего метастатического рака молочной железы, обнаружил кластеры ЦОК в крови у 35 процентов пациентов, и что выживаемость тех, у кого больше кластеров в крови, значительно снизилась. Подобный анализ образцов из группы пациентов с раком простаты также обнаружил связь между наличием кластеров ЦОК и резким снижением выживаемости.
Секвенирование РНК как одиночных, так и кластерных ЦОК от пациентов с раком молочной железы выявило несколько генов, экспрессируемых на повышенных уровнях в кластерах ЦОК, один из которых – белок, называемый плакоглобином, – также был сверхэкспрессирован в первичных опухолях пациентов с пониженной выживаемостью. Анализ образцов крови и тканей одного пациента показал, что плакоглобин экспрессируется в кластерах ЦОК, но не в отдельных ЦКО, а также экспрессируется в некоторых частях как первичной опухоли, так и метастазов. Плакоглобин является компонентом двух важных структур, участвующих в межклеточной адгезии, и исследователи обнаружили, что подавление его экспрессии приводит к распаду кластеров ЦОК, снижению их метастатического потенциала, а также нарушению межклеточного контакта между клетками рака молочной железы. но не нормальная ткань груди.
"Возможно, что терапевтическое воздействие на плакоглобин или пути, участвующие в межклеточной адгезии в раковых клетках, может быть клинически полезным, особенно для пациентов, у которых обнаружены кластеры ЦКО," говорит Никола Ачето, доктор философии онкологического центра MGH и ведущий автор статьи Cell. "Нам необходимо изучить эту возможность, а также определить, даст ли дальнейшая характеристика как отдельных ЦОК, так и кластеров ЦОК более глубокое понимание различий в их биологии, лекарственной чувствительности и их вкладе в процесс метастазирования."