В новом исследовании, опубликованном в журнале JCI Insight, ученые из Тель-Авивского университета (Tel-Aviv University) впервые изучили механизм, который позволяет раку кожи метастазировать в головной мозг, и сумели задержать распространение заболевания на 60-80% с помощью существующих методов лечения.
Актуальность исследования
«На поздних стадиях у 90% пациентов с меланомой (раком кожи) развиваются метастазы в головной мозг», — объясняет автор исследования Ронит Сатчи-Файнаро (Ronit Satchi-Fainaro). «Это загадочная статистика. Мы ожидаем увидеть метастазы в легких и печени, но головной мозг считается защищенным органом. Гематоэнцефалический барьер удерживает вредные вещества от попадания в мозг, а здесь как будто это не работает — раковые клетки кожи циркулируют в крови и достигают мозга. Мы решили выяснить, с помощью какого механизма раковые клетки проникают в мозг».
Новизна исследования
Ученые обнаружили, что у пациентов с меланомой с метастазами в головной мозг раковые клетки «рекрутируют» клетки, называемые астроцитами, звездообразными клетками в спинном и головном мозге, которые отвечают за гомеостаз или поддержание стабильных условий в головном мозге.
«Астроциты первыми приходят на помощь, чтобы исправить ситуацию, например, в случае инсульта или травмы», — объясняет Ронит Сатчи-Файнаро. «И именно с ними взаимодействуют раковые клетки, обмениваясь молекулами и разрушая их. Более того, раковые клетки задействуют астроциты, чтобы они не препятствовали распространению метастазов».
Сами по себе раковые клетки создают локальное воспаление в местах взаимодействия клеток меланомы и астроцитов, что увеличивает проницаемость через гематоэнцефалический барьер, а также деление и миграцию раковых клеток. Связь между ними отражается в том, что астроциты начинают секретировать вызывающий воспаление белок под названием MCP-1 (известный также как CCL2), и в ответ на это раковые клетки начинают экспрессировать его рецепторы CCR2 и CCR4, которые ответственны за деструктивную связь с астроцитами.
Механизм, который позволяет раку кожи метастазировать в головной мозг и подавлять его распространение на 80%
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые попытались подавить экспрессию белка и его рецепторов в генетически модифицированных лабораторных моделях и в 3D-моделях первичной меланомы и метастазов в головной мозг. С этой целью исследователи использовали как антитело (биологическую молекулу), так и небольшую молекулу (синтетику), предназначенную для блокирования белка MCP-1. Авторы исследования также использовали технологию CRISPR для генетического редактирования раковых клеток и вырезания 2-х генов, которые экспрессируют 2 соответствующих рецептора, CCR2 и CCR4. С помощью каждого из методов исследователи смогли задержать распространение метастазов.
«Мы достигли задержки метастазирования от 60% до 80% в зависимости от этапа вмешательства. Наилучших результатов мы достигли при лечении, проведенном сразу после операции по удалению первичной меланомы, и нам удалось предотвратить проникновение метастазов в головной мозг; поэтому считаю, что лечение подходит для клиники в качестве профилактической меры. И антитело, и малая молекула, которые мы использовали, — которые в первую очередь предназначены для лечения склероза, диабета, фиброза печени и сердечно-сосудистых заболеваний, а также служат биомаркером других видов рака — уже были протестированы на людях в рамках клинических испытаний. Таким образом, эти методы лечения считаются безопасными, и мы можем попытаться перепрофилировать их для лечения меланомы», — заключает Ронит Сатчи-Файнаро.
Авторы другого исследования утверждают, что меланома распространяется, используя иммунную систему.
Дефицит витамина D у пациентов с меланомой связан с худшей общей выживаемостью