Ученые выделили четыре пути выживания опухолевых клеток

Исследования, проведенные Университетом Лунда в Швеции (Lund University), показали, что раковые клетки развиваются, следуя четырем основным путям, два из которых связаны с рецидивом заболевания. Согласно исследованию, которое опубликовано в Nature Genetics, четыре пути развития одновременно могут протекать в одной опухоли.

Введение

Исследователи выявили геном раковых клеток из более чем 50 опухолей, чтобы идентифицировать четыре стратегии. Геном раковых клеток часто мутирует, чтобы избежать защитные  механизмы организма, воздействие химиотерапии или других препаратов.

Актуальность проблемы

Размножаясь, раковые клетки мутируют и, следовательно, могут возникать новые типы опухолевых клеток, известных как клоны.
Проблема при лечении пациентов заключается в том, что в пределах одной опухоли может быть несколько разных клонов, которые индивидуально провоцируют развитие рака различными способами. Клоны могут также реагировать на химиотерапию по-разному. Поэтому больше знаний о том, как развиваются такие клоны, является важной частью улучшения лечения.

Материалы и методы обследования

«Мы хотели узнать больше о том, как некоторые опухоли противостоят лечению и выяснить пути развития раковых клеток», — объясняет автор исследования Дженни Карлссон (Jenny Karlsson) из Университета Лунда.

Пути развития опухолей до сих пор были неизвестны. Поэтому ученые исследовали геном раковых клеток  более чем в 50 опухолях у пациентов с нейробластомой, опухолью Вильмса и рабдомиосаркомой. Это позволило исследователям отслеживать типы мутаций, которые определяют четыре основные пути выживания опухоли: толерантность, сосуществование, конкуренция и хаос.

«Пути выживания являются ключевыми, поскольку они указывают  на эволюционную способность опухоли в период ее появления. Пациенты с первыми двумя вариантами обычно имеют хорошие результаты, тогда как последние два пути связаны с риском рецидива», — говорит профессор Дэвид Гиссельсон Норд (David Gisselsson Nord), возглавлявший исследование.

Если два пути — конкуренция или хаос — существовали в опухоли в начале болезни, риск рецидива составлял более 50 процентов.

«В то же время, два пути были обнаружены при анализе опухолей при рецидиве. Кажется, что некоторые раковые клетки запрограммированы с самого начала, чтобы в одиночку создать рецидив. Геномы рецидивирующих опухолей зачастую радикально изменялись по сравнению с первичной опухолью пациента за определенное время», — говорит Дэвид Гиссельсон Норд.

Следующим этапом будет выявление того, какие механизмы определяют пути выживания рака на начальной стадии заболевания.

«Если бы мы знали больше о том, как среда в тканях пациента вызывает развитие раковых клеток, мы могли бы повлиять на ее изменение во время лечения и, возможно, предотвращение рецидива», — заключает Дэвид Гиссельсон Норд.
Результаты научной работы

Четыре пути развития опухоли:

Путь 1: Толерантность

Новые клоны появляются локально в опухоли, при этом они остаются на своем месте возникновения. Исследователи не обнаружили, что этот путь развития был связан с рецидивом.

Путь 2: Сосуществование

Новые клоны растут вместе с исходными опухолевыми клетками и сосуществуют с ними во многих частях опухоли. Исследователи не обнаружили, что этот путь развития опухоли был связан с рецидивом.

Путь 3: Конкуренция

Новый клон превосходит исходную опухолевую клетку, а затем полностью объединяет части опухоли. Исследователи обнаружили, что этот путь развития опухоли связан с повышенным риском рецидива.

Путь 4: Хаос

Новые клоны мутируют интенсивно, так что различные типы клеток появляются в определенной части опухоли одновременно. Этот путь развития опухоли также былс связан с повышенным риском рецидива.

Авторы другого исследования выяснили роль жира в образовании раковых клеток.

Литература

Jenny Karlsson, Anders Valind, Linda Holmquist Mengelbier, David Gisselsson. Four evolutionary trajectories underlie genetic intratumoral variation in childhood cancer. Nature Genetics, 2018; DOI: 10.1038/s41588-018-0131