Badania pokazują, że konkurencja komórkowa może być odpowiedzialna za nawroty raka

Badania pokazują, że konkurencja komórkowa może być odpowiedzialna za nawroty raka

Jak wynika z nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z UT Southwestern Simmons Cancer Center, normalny proces zwany współzawodnictwem komórkowym, podczas którego zdrowa tkanka eliminuje niezdrowe komórki, może być odpowiedzialny za nawroty choroby nowotworowej u pacjentów po miesiącach lub latach od uznania ich za wolnych od nowotworu.

Odkrycia opublikowane w czasopiśmie Cancer Discovery mogą pomóc w opracowaniu lepszych sposobów leczenia lub nawet zapobiegania przerzutom lub rozprzestrzenianiu się nowotworów do różnych części ciała.

Nasze wyniki pokazują, że konkurencja komórek w obrębie guza pierwotnego prowadzi do przemieszczenia mniej sprawnych komórek do krążenia. Ale nie wszystkie z tych przemieszczonych komórek umierają. Niektóre z potencjałem przerzutowym przeżywają w krążeniu, utrzymują się w odległych narządach i inicjują przerzuty.

Doktor Srinivas Malladi, główny badacz, adiunkt patologii w UT Southwestern Medical Center i członek Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center

Przerzuty są powszechne w przypadku większości nowotworów. W przypadku raka jasnokomórkowego nerki (ccRCC), najczęstszej postaci raka nerki, nowe zmiany przerzutowe często rozwijają się długo po usunięciu guza pierwotnego, co jest procesem zwanym przerzutami metachronicznymi. Naukowcy wiedzą, że metachroniczne przerzuty mogą pojawić się miesiące lub lata później, gdy wielu pacjentów i ich lekarzy wierzy, że są wolni od raka. Ale jak to się dzieje, nie wiadomo.

Aby się tego dowiedzieć, dr Malladi i jego współpracownicy stworzyli mysi model metachronicznych przerzutów, wszczepiając ludzkie komórki ccRCC, które niosły dodatkowe geny nadające im blask i odporność na antybiotyk zwany higromycyną. Po czterech tygodniach naukowcy chirurgicznie usunęli guzy pierwotne, które utworzyły się w miejscu implantacji, a następnie monitorowali zwierzęta pod kątem przerzutów za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego. Chociaż w ciągu następnych pięciu miesięcy u żadnej myszy nie rozwinęły się nowotwory przerzutowe, naukowcy odkryli w płucach zwierząt żywe komórki, które świeciły i były odporne na higromycynę.

Kiedy naukowcy hodowali utajone komórki przerzutowe (Lat-M) z pierwotnymi komórkami nowotworowymi na szalkach Petriego, odkryli, że pierwotne komórki nowotworowe przejęły tę mieszankę i więcej komórek Lat-M przedostało się do pożywki hodowlanej – oba oznaki, że komórki Lat-M „przegrały” w konkurencji z pierwotnymi komórkami nowotworowymi. Jednak gdy badacze wszczepili myszom komórki Lat-M, guzy skutecznie rosły.

„Chociaż komórki Lat-M „przegrały” i zostały wyparte przez guz pierwotny” – wyjaśnił dr Malladi, „były„ zwycięzcami ”, gdy rosły samodzielnie”. Wyniki te wskazują, że postęp choroby niekoniecznie jest napędzany przez dominujący agresywny klon, ale może być napędzany przez niedominujący, mniej sprawny klon w obrębie guza pierwotnego.

Dalsze badania pozwoliły zidentyfikować gen zwany SPARC, który wydaje się odgrywać kluczową rolę zarówno w przemieszczaniu komórek Lat-M, jak i ich osadzaniu się w narządach dystalnych. Kiedy aktywność SPARC spadła w guzie pierwotnym, zaobserwowano zmniejszone przemieszczenie komórek Lat-M, podczas gdy wyczerpanie SPARC w komórkach Lat-M kolonizujących płuca spowodowało zwiększone obciążenie przerzutami. Dr Malladi zasugerował, że prawdopodobnie ważne w tym procesie są również inne geny czekające na odkrycie. Ostatecznie, stwierdził, profilowanie genów w guzach pierwotnych usuwanych chirurgicznie od pacjentów może ujawnić, które osoby wymagają dokładniejszej obserwacji po operacji pod kątem przerzutów metachronicznych. Farmaceutyki będą mogły pewnego dnia oddziaływać na te geny, aby zapobiec opuszczeniu guza pierwotnego przez komórki Lat-M, co może zapobiec metachronicznym przerzutom w przypadku szeregu nowotworów.

Laboratorium Malladi koncentruje się na opracowywaniu modeli przedklinicznych, aby zapewnić ramy koncepcyjne do zdefiniowania i ukierunkowania ukrytej fazy przerzutów w progresji nowotworu. Jej badania mają na celu identyfikację pacjentów z ukrytymi komórkami przerzutowymi i zapewnienie możliwości terapeutycznych pozwalających wyeliminować te komórki (nasiona przerzutów), zanim wywołają one jawne przerzuty.

Inni badacze UTSW, którzy wnieśli swój wkład w to badanie, to Kangsan Kim, Huocong Huang, Pravat Kumar Parida, Lan He, Mauricio Marquez-Palencia, Tanner C. Resse, Payal Kapur, James Brugarolas i Rolf A. Brekken.

Źródło:

Centrum Medyczne UT Południowo-Zachodniego

Odniesienie:

Kim, K. i in. (2022) Konkurencja komórkowa kształtuje opóźnienie i nawrót przerzutów. Odkrycie raka. doi.org/10.1158/2159-8290.CD-22-0236.

.