Дослідження пов’язує білок, що виділяється кровоносними судинами, із стійким до ліків раком

Рак є однією з основних причин смерті в усьому світі. Однією з основних причин, чому рак є такою смертельною хворобою, є здатність ракових клітин ставати стійкими до ліків.

Після десятиліть медичних досліджень вчені дійшли висновку, що ракові пухлини часто містять особливу популяцію клітин, яка називається раковими стовбуровими клітинами (РСК). Як і звичайні стовбурові клітини, CSC можуть самовідновлюватися та диференціюватися в різні типи клітин усередині пухлини, відіграючи важливу роль не лише у зростанні пухлини та метастазуванні, але й у розвитку резистентності до ліків.

На жаль, розробка терапії, спрямованої саме на CSC, виявилася досить складною, враховуючи їхню здатність адаптуватися та відновлювати популяцію. Тому деякі дослідники звернули увагу на кровоносні судини всередині пухлинної тканини.

За останні кілька років вчені виявили, що певні субпопуляції ендотеліальних клітин (клітин, які вистилають кровоносні судини) виділяють ангіокринні фактори, які регулюють проліферацію та дозрівання стовбурових клітин. Розуміння того, які клітини виробляють ці фактори та які їхні функції в мікрооточенні пухлини, може, у свою чергу, призвести до розробки нових методів лікування раку.

На цьому фоні дослідницька група з Японії, включно з професором Хіроясу Кідоі та доктором Юміко Хаясі з відділу інтегративної судинної біології факультету медичних наук Університету Фукуї, провела дослідження виділеного білка 1 (Sfrp1). ), ангіокринний фактор, щоб з’ясувати його роль у пухлинних тканинах.

Їх результати були опубліковані в Інтернеті в журналі In Vitro Cellular & Біологія розвитку.

Хоча кровоносні судини зазвичай розглядаються лише як шляхи постачання кисню та поживних речовин, наше дослідження зосереджено на зовсім іншій функції кровоносних судин, а саме на виробництві ангіокринних факторів. Ми провели це дослідження з ідеєю, що ангіокринні фактори також можуть бути залучені до прогресування пухлини, і намагалися з’ясувати, чи Sfrp1 впливає на підтримку КСК і пухлинної тканини в цілому», – пояснює професор Кідоя.

Щоб прояснити ці питання, дослідники створили мишей з нокаутом гена Sfrp1 (Sfrp1-KO) за допомогою редагування гена CRISPR-Cas9. Потім вони трансплантували пухлини карциноми легенів мишам Sfrp1-KO та дикого типу та спостерігали вплив Sfrp1 (або його відсутність) за допомогою стандартних методів, таких як імуногістохімічне фарбування, проточна цитометрія та кількісний аналіз генетичної експресії.

Початкові експерименти показали, що Sfrp1 виробляється невеликою підмножиною ендотеліальних клітин судин у пухлинній тканині, і що його присутність важлива для росту пухлини. Ріст пухлини був пригнічений у мишей Sfrp1-KO, а трансплантовані пухлинні клітини з надмірною експресією Sfrp1 призвели до швидшого росту пухлини.

Цікаво, що дослідники виявили, що пухлини, у яких відсутній Sfrp1, не здатні підтримувати значну популяцію CSC на пізній стадії росту пухлини, незважаючи на те, що ці пухлини мають вищий початковий відсоток CSC. Це відкриття є особливо важливим, оскільки воно вказує на одну з біологічних ролей Sfrp1 у мікрооточенні пухлини та його участь у раковій патології.

«Деякі CSCs у пухлинних тканинах перебувають у стані зупиненої клітинної проліферації, і їх присутність сприяє росту пухлини та стійкості до протипухлинних препаратів», — пояснює професор Кідоя. «Наші результати вказують на те, що Sfrp1 може регулювати самовідтворення CSC і тимчасовий злоякісний ріст, а також підтримувати стан спокою».

Подальші результати показали, що Sfrp1 не впливав на структуру кровоносних судин усередині пухлини, що свідчить про те, що спостережувані ефекти на ріст пухлини не були пов’язані з судинною системою. Натомість аналіз генетичної експресії показав, що Sfrp1 сприяє підтримці CSC шляхом модуляції добре збереженого сигнального шляху Wnt (еволюційно збереженого шляху, який регулює важливі аспекти визначення долі клітини, клітинної міграції та органогенезу в ембріональному розвитку).

Загалом, нові знання, надані цим дослідженням, можуть прокласти шлях до розробки нових методів лікування раку, спрямованих на механізми, які допомагають підтримувати CSC.

«Націлювання на спеціалізовані ендотеліальні клітини судин, які беруть участь у виробленні ангіокринних факторів, може допомогти порушити нішу CSC, служачи потенційним підходом до пригнічення росту пухлини з мінімальними побічними ефектами», — підсумовує професор Кідоя.

«Я вважаю, що це може призвести до розробки методів лікування пацієнтів з важковиліковним раком, чиї пухлини стійкі до ліків від раку, а також терапевтичних засобів для придушення рецидивів раку та метастазування».

Подальші дослідження, засновані на цих висновках, стануть сходинкою до ефективного лікування стійкого до ліків раку.