Источником самого распространенного рака мозга могут быть нейральные стволовые клетки

Исследователи из Мичиганского Университета (University of Michigan) обнаружили, что дефицит продукта одного из генов-супрессоров опухолевого роста приводит к развитию наиболее распространенной формы рака мозга, характерной для взрослых людей. Эксперименты, проведенные на мышах , могут стать первым шагом не только к терапии, но и к более эффективной диагностике этого заболевания. Результаты работы были опубликованы 2 июня 2009 г. в журнале Cancer Cell.


Небольшая популяция клеток, дающих начало глиоме (зеленые клетки в круге), находится в четко определенной области мозга взрослого животного, которая содержит нейральные стволовые клетки, а именно в субвентрикулярной зоне, расположенной вблизи желудочков головного мозга.

Научная группа из США, работая на мышах, впервые показала, что:
- глиобластома – опухоль нервной ткани, ежегодно диагностируемая у 10 000 американцев, может возникать из стволовых клеток нервной ткани (НСК), находящихся в области мозга, известной как субвентрикулярная зона;
- у млекопитающих, в том числе у мышей, НСК из этой зоны в норме дают начало различным типам специализированных нервных клеток, которые затем мигрируют из субвентрикулярной зоны в другие отделы мозга. Опухоль может возникнуть из-за единичной мутации в гене p53, вследствие которой НСК начинают мигрировать, подобно их дифференцированным потомкам, из своей тканевой ниши в окружающие ткани.

Ген p53 хорошо известен исследователям рака. Мутации в нем характерны для нескольких форм лейкемии (рака крови) и некоторых других онкологических заболеваний. Неудивительно, что мутация р53 оказалась характерна и для глиобластомы.

Обнаружение специфической области, в которой начинается развитие глиобластомы, может стать началом разработки более эффективной терапии пациентов с этим заболеванием. В настоящее время среднее время жизни пациентов от дебюта заболевания составляет не более 12 месяцев. Профессор Yuan Zhu, руководящий этой работой, считает, что ученые должны уделять больше внимания тканевым нишам стволовых клеток – то есть областям, где эти клетки в норме находятся, так как именно изменения, происходящие с клетками в их нише, являются ключевыми для возникновения в дальнейшем патологии.

Если у человека развитие глиобластомы происходит по тому же механизму, что у мыши, то, возможно, будут разработаны стратегии терапии, воздействующие на клетки субвентрикулярной зоны мозга и уничтожающие первопричину опухоли, предотвращая ее рецидив.

Помимо этого, исследования на мышах показали, что возможно разработать более эффективные методы ранней диагностики глиобластомы. Присутствие в клетках мутантной формы белка р53 отмечается на всех стадиях развития заболевания. Если будут разработаны методики обнаружения клеток с мутацией в данной области мозга, то шансы на появление терапевтических подходов существенно возрастут.

Обнаружение связи нейральных стволовых клеток и глиобластомы – тревожный сигнал для исследователей, поддерживающих трансплантацию фетальных НСК пациентам с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона. К сожалению, результаты работы американских исследователей показали, что стволовые клетки нервной ткани накапливают генетические нарушения, в конечном итоге могущие привести к раку. Поэтому требуются более детальные исследования НСК, прежде чем они будут разрешены к клиническому применению.

На сегодняшний день глиобластома остается одним из наиболее сложных с точки зрения терапии онкологическим заболеванием. В большинстве случаев даже при успешном хирургическом удалении глиобластомы, прохождении курсов химио- и радиотерапии у больных происходит рецидив заболевания. За последние 20 лет ситуация в отношении лечения пациентов с глиобластомой никак не поменялась.

До настоящего времени, несмотря на все усилия ученых, оставалось неясным, какие молекулярные сигнальные системы нарушены в злокачественных клетках глиобластомы. Теперь ясно, что мутация гена p53 в совокупности с другими мутациями или в одиночку способна привести к злокачественной трансформации НСК. Клетки с мутантной формой белка p53 высокопластичны, то есть с легкостью приспосабливаются к той или иной терапии: если препарат блокирует один из молекулярных сигнальных путей, задействованных в канцерогенезе, в клетке активируется другой. По этой причине возникают устойчивые к терапии формы глиобластомы.

В своем эксперименте исследователи использовали мышей с искусственно вызванной мутацией гена р53 в клетках нервной системы. Практически у всех животных с мутацией развились злокачественные опухоли, однако мутантная форма р53 обнаруживалась лишь в немногочисленной популяции быстро делящихся НСК. Стало ясно, что именно эти клетки дают начало опухоли, что и было показано с помощью внесения в НСК флуоресцентной метки (гена GFP, который активировался при активации мутантного гена р53, в результате чего в клетке начинал продуцироваться зеленый флуоресцентный белок). Таким образом, мутантный р53 может быть хорошим маркером для отслеживания опухолевых клеток на всех стадиях заболевания.

Перед тем, как будут начаты какие-либо клинические испытания, должны быть проведены более детальные работы на животных. В настоящее время исследователи планируют провести эксперименты для выяснения возможности восстановления нормальной функции р53 в клетках глиобластомы, а также определить, возможно ли в случае развития опухоли подавить пролиферацию НСК с субвентрикулярной зоне, и может ли это стать основой эффективной терапии.

По материалам:
University of Michigan Health System