Волосяные фолликулы могут быть местом развития меланомы

Авторы нового исследования заявили, что меланома может возникнуть не только в клетках кожи, но и внутри волосяных фолликулов. При озлокачествлении клетки покидают фолликулы и перемещаются в самый внешний слой кожи, или эпидермис. Ученые продемонстрировали этот эффект на мышах с меланомой и подтвердили его на образцах человеческих тканей. В своей научной работе, описанной в научном журнале Nature Communications, ученые описали меланому, начинающуюся в незрелых, продуцирующих пигмент клетках волосяных фолликулов, а затем переходящую в эпидермис.

Что такое меланома?

Меланома — это агрессивный рак кожи, который очень трудно поддается лечению на поздних стадиях. По этой причине, в то время как только 1% людей, у которых развивается рак кожи, имеют инвазивную меланому, она является причиной большинства смертей вследствие рака кожи. Рак начинается в меланоцитах, которые являются клетками, вырабатывающими пигмент, придающий цвет волосам, коже и глазам. Этот пигмент называется меланином.

Волосяные фолликулы могут быть местом развития меланомы

Материалы и методы исследования

Новое исследование сосредоточено на стволовых клетках меланоцитов, которые еще полностью не дифференцировались в свое окончательное зрелое состояние.

Штамм мышей, которые генетически смоделированы для исследования, удовлетворяет потребность в совершенных моделях на животных того, как начинается и прогрессирует меланома человека. Исследователи утверждали, что воздействие солнечного света является основным фактором риска развития меланомы. Однако новая модель мыши показывает, что клеточная среда внутри волосяных фолликулов также может вызывать рак в стволовых клетках меланоцитов.

«Наша модель мыши», — комментирует автор исследования Ци Сун (Qi Sun), сотрудник Медицинской школы Нью-Йоркского университета (New York University) — «впервые продемонстрировала, что фолликулярные онкогенные стволовые клетки меланоцитов могут образовывать меланому, что обещает сделать ее полезной для определения новых методов диагностики и лечения меланомы».

Меланома из волосяных фолликул

Используя новую модель, команда демонстрирует три стадии меланомы, возникающей в волосяных фолликулах, а затем проникающей в кожу.

На первой стадии стволовые клетки меланоцитов претерпевают генетические изменения, которые делают их злокачественными. Вторая стадия еще больше подстегивает рак, подвергая раковые клетки воздействию сигналов роста — тех же сигналов, которые способствуют росту волос.

На третьей стадии новообразованные раковые меланоциты перемещаются вверх по волосяному фолликулу, покидают его и проникают в окружающий эпидермис, образуя опухоли, которые затем распространяются глубже.

Исследователи считают, что полученные результаты позволяют лучше понять биологию меланомы и привести к новым идеям о том, как ее остановить. 

Стволовые клетки

Из одной стволовой клетки эмбрион превращается в плод с множеством различных органов и тканей, содержащих сотни различных типов клеток. Все это происходит благодаря способности стволовых клеток делиться, размножаться и дифференцироваться во множество специализированных клеток.

Хотя такая гибкость является преимуществом во время развития, однако может быть опасной во взрослом возрасте, когда существует риск того, что она может способствовать развитию рака. Ученые полагают, что такая гибкость затрудняет определение происхождения стволовых клеток при меланоме.

Практическая значимость работы

Знание происхождения стволовых клеток поможет облегчить отслеживание прогрессирования рака, что сделает болезнь менее трудной для лечения. Поскольку меланоциты — это клетки, вырабатывающие пигмент, который окрашивает кожу и глаза, а также волосы, исследователям нужен был способ манипулировать только стволовыми клетками меланоцитов в волосяных фолликулах. Они достигли этого путем генетической инженерии породы мышей, которую назвали c-Kit-CreER. С помощью данной модели мыши ученые смогли изменить гены стволовых клеток меланоцитов в волосяных фолликулах, не влияя на гены в других областях тела. Кроме того, изменяя гены в новой модели мыши, исследователи смогли заставить фолликулярные стволовые клетки меланоцитов светиться и отслеживать их светящиеся раковые клетки-потомки, независимо от того, где они оказались. Эта особенность позволила команде отследить полный путь стволовых клеток меланоцитов от волосяного фолликула к эпидермису, затем глубже в дерму — или внутренний слой кожи — по мере формирования опухоли меланомы.

Фолликулярные сигналы могут спровоцировать меланому

В другой серии экспериментов исследователи проверили, что происходило, когда они один за другим подавляли сигналы клеточной среды в волосяном фолликуле. Они показали, что даже когда стволовые клетки меланоцитов приобрели раковые свойства, они не перемещались и не делились, образуя меланому, если только не получали два особых сигнала из окружающей среды. Эти сигналы называются Wnt и эндотелином, и они обычно способствуют пролиферации пигментных клеток и росту стержня волоса в фолликулах.

«Хотя наши результаты требуют подтверждения при дальнейших испытаниях на людях, они говорят о том, что меланома может возникать в пигментных стволовых клетках, происходящих как из фолликулов, так и из слоев кожи, так что некоторые меланомы имеют множественное происхождение стволовых клеток», — заключает Ци Сун.

Статья по теме: Могут ли родинки исчезать?