Воздействие на калиевые каналы обещает быть эффективным в лечении опухолей мозга у детей
Ученые из Больницы для больных детей (SickKids) выявили ключевой ген, который может привести к созданию методов лечения следующего поколения медуллобластомы — самой распространенной злокачественной опухоли головного мозга у детей.
В раковых опухолях есть особые клетки, называемые опухолеразмножающими клетками, которые управляют образованием и ростом опухоли. Поскольку эти клетки могут выдерживать стандартные методы лечения, такие как облучение и химиотерапия, опухоль может потенциально вырасти снова и вызвать рецидив.
Новое исследование, опубликованное в журнале Developmental Cell, свидетельствует о том, что воздействие на ген KCNB2 может улучшить существующие методы лечения рака, остановив рост опухоли медуллобластомы.
«Клетки, распространяющие опухоль, являются основной причиной роста и рецидива опухолей. Нацелившись на определенный калиевый канал, мы смогли уменьшить рост опухоли, не затрагивая окружающие здоровые клетки », — говорит доктор Си Хуан, один из ведущих авторов и старший научный сотрудник программы «Развитие, стволовые клетки и биология рака». «Это открытие открывает двери для разработки новых методов лечения, которые могут изменить то, как мы лечим этот распространенный детский рак мозга».
Сужение генов роста опухоли
Используя генетически модифицированную доклиническую модель, исследователи в лаборатории доктора Майкла Тейлора обнаружили список генов, связанных с ростом опухоли. Два из этих генов были вовлечены в калиевые каналы, которые являются путями, позволяющими калию вытекать из клеток. Одновременно анализ транскриптома медуллобластомы (всех генов, экспрессируемых опухолью) показал, что калиевые каналы присутствуют у людей выше ожидаемых уровней.
«Чтобы определить идеальные терапевтические цели, мы разработали новый метод скрининга in vivo, который показывает, какие гены необходимы для выживания опухоли», — говорит Тейлор, внештатный научный сотрудник SickKids и профессор Медицинского колледжа Бейлора и Детского онкологического центра Техаса в Техасе. «Наш метод выявил, какие ключевые блоки в башне необходимы для того, чтобы она стояла, что имеет решающее значение для нас в попытках опрокинуть медуллобластому».
Первый автор, доктор Джерри Фан, бывший аспирант лаборатории Хуана, более подробно изучил гены и обнаружил, что один из этих каналов играет решающую роль в содействии размножению опухолевых клеток, что способствует росту медуллобластомы.
«Без KCNB2 опухолевые клетки начали терять свою целостность, запуская цепочку событий, которая в конечном итоге прерывает процесс распространения опухоли и останавливает ее рост», — объясняет Фань.
Как калий влияет на рост опухоли?
Калий — это важный ион, который поддерживает множество функций человека, включая поддержание нормального уровня жидкости в наших клетках. Представьте себе воздушный шарик с водой — если он наберет слишком много воды, он лопнет. Ученые обнаружили, что блокирование KCNB2 заставило клетки опухоли медуллобластомы разбухнуть от воды, как переполненный воздушный шарик. По мере того, как клетки расширялись, их внутренние структуры распадались, останавливая механизмы, которые вызывают рост опухолей.
На пути к новой терапии медуллобластомы
Исследователи взволнованы возможностями, которые это открытие открывает для разработки методов лечения медуллобластомы, нацеленных на ген KCNB2. При поддержке офиса SickKids Industry Partnerships & Commercialization (IP&C) Хуан работал со специализированной компанией по исследованию лекарственных препаратов на основе ионных каналов, чтобы оценить эффективность более 30 000 малых молекул , которые могут ингибировать функцию KCNB2.
Теперь Хуан и его команда проверяют ранжированные молекулы и перенесут самые сильные кандидаты в доклинические модели для проверки их эффективности.
«Определение молекулы, которая может наиболее эффективно блокировать KCNB2, является нашей следующей вехой в разработке эффективной таргетной терапии медуллобластомы », — говорит Хуан. «Я благодарен за преданную поддержку со стороны IP&C в SickKids, которая помогает гарантировать, что эти открытия выйдут за рамки лаборатории и пойдут в реальную терапию для пациентов».