раковые клетки

Несколько международных групп исследователей создали 3D-карты, или клеточные атласы, которые отображают внутреннюю структуру различных типов опухолей, а также позволяют точно определить расположение клеток и проследить, как зарождается рак. Одна из групп проанализировала организацию клеток в 131 образце 6 видов рака, включая рак груди, толстой кишки, поджелудочной железы и почки. Анализ показал, что опухоль не однородна: разные регионы в одной и той же опухоли могут по-разному реагировать на лекарства. Это открытие позволит разрабатывать более «точечные» и эффективные препараты.

Видео показывает строение рака молочной железы в 3D. Источник: [1]

Другие группы ученых использовали [3, 4] 3D-карты для изучения полипов толстой кишки — аномальных разрастаний на слизистой оболочке кишечника, которые могут со временем стать злокачественными. Ученые выявили молекулярные изменения, указывающие на риск злокачественного перерождения: нарушение активности генов, утрату пространственных связей между регуляторными участками ДНК [3], а также изменения в иммунном ответе, росте клеток и метаболизме гормонов [4]. По словам Омера Илмаза, исследователя стволовых клеток из MIT, терапия, направленная на борьбу с этими изменениями, может значительно повысить эффективность лечения и профилактики рака.

В исследовании, посвященном раку молочной железы, ученые попытались понять, почему одни виды рака поддаются лечению хуже, чем другие. Как прокомментировал врач-ученый Дэниел Абраванель из Института рака Дана-Фарбер в Бостоне, «иммунотерапия — это метод лечения, который не воздействует напрямую на раковые клетки, а активирует иммунную систему для их уничтожения. Однако при раке груди этот метод работает хуже, чем при других типах рака». Чтобы выяснить причину этого, Абраванель и его коллеги создали 3D-карту опухоли, используя десятки образцов от 60 пациентов с агрессивными формами рака молочной железы. Они обнаружили, что состав иммунных клеток в опухоли значительно менялся как между пациентами, так и у одного и того же пациента с течением времени, особенно после иммунотерапии. Это показывает, что микроокружение опухоли очень динамично, поэтому предсказать эффект иммунотерапии по одной биопсии сложно.

Кроме этого, коллектив исследователей из США и Англии обнаружил, что в некоторых агрессивных подтипах рака молочной железы значительное количество иммунных клеток со временем «изнашивается». Это связано с выработкой белка CTLA4, который подавляет их способность бороться с опухолью. Терапия, направленная против CTLA4, уже показала хорошие результаты в лечении меланомы и рака легких, и теперь ученые надеются применить ее для лечения некоторых форм рака молочной железы.

В исследовании по колоректальному раку Лау и его коллеги отслеживали, как нормальные клетки становятся раковыми — для этого они разработали «молекулярные часы». С помощью системы CRISPR/Cas исследователи вносили мутации в ДНК клеток, а затем «читали» геном каждой отдельной клетки. При этом ученые «настроили» CRISPR так, чтобы со временем создавать всё больше мутаций в определённой области генома. Таким образом, мутации служили «временны́ми метками», которые позволяли отслеживать последовательность изменений и делений каждой клетки.

Применив этот подход к полипам толстой кишки, ученые обнаружили, что 30% полипов возникли из нескольких типов клеток, а не из одной, как считали ранее. Это открытие важно для улучшения ранней диагностики рака. Лау добавляет, что «врачи обычно опираются на размер предракового образования для оценки рисков». Однако теперь понятно, что нужно учитывать и другие факторы и биомаркеры, включая генетику и эволюцию раковых клеток.