Предраковые изменения в клетках крови могут не только повышать риск развития лейкоза, но и перестраивать среду костного мозга задолго до появления заболевания. К такому выводу пришли исследователи, изучившие, как мутировавшие клетки взаимодействуют с окружающими тканями. Работа показывает, что ключевую роль играет не только сама мутация, но и изменения, которые она вызывает в микроокружении костного мозга. О том, как предраковые клетки «старят» ткани, почему это помогает им распространяться и каким образом открытие может изменить профилактику рака крови, — в материале «Известий».
Предраковые клетки оказались способны «состарить» костный мозг
Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Cell Biology, посвящено клональному гемопоэзу — возрастному состоянию, при котором отдельные кроветворные стволовые клетки приобретают мутации и постепенно начинают производить непропорционально большую долю клеток крови. Сам по себе клональный гемопоэз не считается раком, однако некоторые мутантные клоны со временем могут приобрести дополнительные мутации и привести к развитию онкологических заболеваний крови.
Ранее считалось, что такие клетки распространяются главным образом потому, что получают преимущество перед здоровыми. Однако новое исследование показало, что этого объяснения недостаточно. Оказалось, что мутантные клетки активно изменяют окружающую среду костного мозга, вызывая преждевременное старение мезенхимальных стромальных клеток — клеток, которые поддерживают нормальное кроветворение.
Дженнифер Тробридж, профессор лаборатории Джексона и автор исследования
Обычно мы считаем, что стареющие клетки просто накапливаются с возрастом. Мы впервые показали, что клональный гемопоэз способен сам ускорять этот процесс. Он создает стареющие клетки в костном мозге быстрее, чем этого можно было бы ожидать для данного возраста.
Измененная среда помогает мутантным клеткам захватывать преимущество
Чтобы понять, как именно происходит этот процесс, исследователи проанализировали активность отдельных клеток костного мозга у мышей и в образцах тканей человека. Выяснилось, что под воздействием мутантных кроветворных клеток мезенхимальные стромальные клетки переходят в состояние клеточного старения. Они перестают нормально выполнять свои функции, но продолжают существовать и выделяют сигнальные молекулы, которые меняют поведение соседних клеток.
В результате формируется микроокружение, в котором мутантные клетки получают дополнительное преимущество перед здоровыми и легче расширяют свои клоны. Авторы исследования сравнили этот процесс с сорняком в саду.
Джайна Мистри, бывший научный сотрудник группы Тробриджа и соавтор исследования
Раньше мы думали, что сорняк просто растет быстрее цветов. Но оказалось, что он еще и меняет почву, делая ее менее благоприятной для здоровых растений и более подходящей для собственного роста.
Новая мишень для профилактики рака крови
В следующем этапе работы исследователи проверили, что произойдет, если удалить из костного мозга стареющие стромальные клетки. Эксперименты показали, что после этого расширение мутантных клонов значительно сокращалось, а прогрессирование к заболеваниям крови у лабораторных животных замедлялось. Эти результаты свидетельствуют, что важную роль играет не только сама мутация, но и среда, которую она формирует.
По мнению авторов, открытие открывает новое направление в профилактике онкологических заболеваний крови. Вместо того чтобы воздействовать исключительно на мутантные клетки, перспективным может оказаться вмешательство в изменения костного мозга, которые помогают этим клеткам распространяться.
Дженнифер Тробридж
Понимая, как возникают признаки старения в костном мозге и как стволовые клетки превращаются в клетки рака крови, мы начинаем видеть, что в этом процессе участвует гораздо больше факторов. Эти знания помогут раньше выявлять людей с высоким риском заболевания и подскажут новые способы замедлить или остановить болезнь еще до постановки диагноза.
Авторы также отмечают, что аналогичные механизмы могут существовать и в других тканях организма. Поскольку мутантные клеточные клоны возникают не только в крови, но также в коже, кишечнике и пищеводе, в будущем исследователи планируют проверить, влияет ли изменение окружающей среды на развитие других возрастных заболеваний и видов рака.