Исследование Института рака Дана-Фарбер ставит под сомнение гипотезу о том, что "раковые стволовые клетки" – небольшое количество самообновляющихся клеток в опухоли – несут ответственность за прогрессирование и рецидив рака груди, и уничтожение только этих клеток может вылечить болезнь.
Вместо этого ученые сообщают в мартовском выпуске Cancer Cell, что они идентифицировали две генетически разные популяции раковых клеток в образцах опухолей груди человека – одним из типов является клетка, недавно предложенная другими учеными как истинная стволовая клетка рака груди.
"Если бы все клетки рака груди происходили из одной раковой стволовой клетки, вы могли бы вылечить болезнь всего одним лекарством," сказала Корнелия Поляк, доктор медицинских наук, ведущий автор статьи Дана-Фарбер. "Но наши результаты показывают, что опухолевые клетки происходят из «стволовых» клеток-предшественников, а затем генетически расходятся, поэтому я думаю, что вы должны лечить оба типа клеток."
Результаты показывают, что оба типа клеток, а возможно и другие, участвуют в развитии рака груди. Анализируя генетику каждого типа клеток,
исследователи обнаружили, что предложенные "раковые стволовые клетки" управляются активированным молекулярным путем, который делает их похожими на нормальные стволовые клетки. Женщины, у которых опухоли груди в основном состоят из этих "стебельчатый" клетки подвержены более высокому риску рецидивов.
С положительной стороны, аномально активированный путь в этих клетках, известный как сигнальный путь TGF-Beta1, может быть заблокирован экспериментальными препаратами, которые сейчас проходят клинические испытания, сказал Поляк, который также является ассоциированным профессором Гарвардской медицинской школы. Такие ингибиторы в сочетании с другими методами лечения могут улучшить прогноз рака груди, вызванного этими клетками.
Клональная эволюция или раковые стволовые клетки?
Согласно давней модели рака, известной как "клональная эволюция," опухоли возникают из нормальных клеток, которые мутируют и производят ненормальное потомство, которое также мутирует, образуя массу генетически разнообразных раковых клеток. Однако возникла новая волна интереса к альтернативному объяснению – что опухоли инициируются и управляются одним аномальным типом взрослых стволовых клеток, обнаруженных, например, в ткани груди, в результате чего образуется популяция генетически идентичных опухолевых клеток. Более того, несколько путей и генов, необходимых для нормальной функции стволовых клеток, активируются в раковых клетках и играют важную роль в развитии опухолей.
Согласно гипотезе раковых стволовых клеток, немногие самообновляющиеся стволовые клетки, питающие рак, трудно убить, и их стойкость может объяснить, почему опухоли так часто рецидивируют после успешной терапии.
В 2003 году ученые очистили предполагаемые стволовые клетки рака груди от опухолей пациентов. Отличительная молекула или маркер на поверхности клеток, известный как CD44 +, был идентичен маркеру на нормальных клетках молочной железы. При введении мышам, лишенным иммунной системы, клетки CD44 + продемонстрировали способность инициировать опухоли груди. Ученые также обнаружили близкородственные клетки с маркером CD24 + и предположили, что они являются потомками клеток CD44 +.
Команда под руководством Поляка и Михаила Шипицина, также из Dana-Farber и HMS, использовала анализ активности генов, чтобы прояснить взаимосвязь двух типов клеток. Они создали библиотеки генов из клеток CD24 + и CD44 +, очищенных от нормального эпителия молочной железы и жидкостей в грудной клетке, а также из образцов первичной инвазивной опухоли, собранных у пациентов с раком груди.
Полученные данные, как сообщили ученые, больше соответствуют клональной модели, чем гипотезе раковых стволовых клеток. То есть клетки CD24 + были очень похожи на клетки CD44 +, но не всегда были генетически идентичны – что они были бы, если бы клетки CD44 + были истинными стволовыми клетками, а CD24 + – их потомками.
"Хотя клетки CD44 +, по-видимому, экспрессируют многие маркеры стволовых клеток, генетическое различие между клетками CD24 + и CD44 + в опухоли ставит под сомнение обоснованность гипотезы раковых стволовых клеток при раке груди и предполагает клональную эволюцию с участием внутриопухолевой гетерогенности в качестве альтернативного объяснения," авторы написали.
Более того, команда Поляка обнаружила, что клетки CD44 +, но не клетки CD24 +, управляются активированным путем TFG-Beta1. По этой причине они сказали, "опухоли, состоящие в основном из клеток CD44 +, могут иметь худшее клиническое поведение, чем опухоли, состоящие в основном из клеток CD24 +, и этим пациентам может быть полезна терапия, направленная на путь TFG-Beta1."
Источник: Институт рака Дана-Фарбер