«Отличительные признаки рака» открывают новый взгляд на злокачественную трансформацию и рост опухолей
«Что такое опухоль?» Это фундаментальный вопрос, на который нужно ответить, если мы хотим эффективно лечить рак. Наше видение рака и опухолей со временем менялось от упрощенной группы одинаковых злокачественных клеток к более сложной, гетерогенной и иерархической клеточной структуре, состоящей из множества различных типов клеток. Недавно появилась новая парадигма: отличительные признаки рака.
Отличительные признаки рака — это особенности, которые, будучи разблокированы в клетке, направляют ее на путь злокачественной трансформации, выражаясь простыми словами. На данный момент существует 13 отличительных признаков, и каждый определяется экспрессией набора генетических путей, которые можно идентифицировать в лаборатории с помощью инструментов геномики. Предыдущие исследования показали, что не все клетки экспрессируют все отличительные признаки в опухоли, так как же организована экспрессия отличительных признаков? И, самое главное, имеет ли это какие-либо клинические последствия?
Чтобы ответить на эти вопросы, доктор Эдуард Порта, главный научный сотрудник лаборатории иммуногеномики рака в Научно-исследовательском институте лейкемии имени Хосепа Каррераса (IJC) и научный сотрудник группы вычислительной биологии в Барселонском суперкомпьютерном центре — Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), возглавил группу ученых, в которую вошли доктор Эстеллер (IJC), доктор Барретина (IGTP), доктор Реал (CNIO) и доктор Бейли (Центр исследований рака Симмонса, США).
Результаты совместной работы были недавно опубликованы в журнале Cell Reports , где представлен тщательный анализ 63 образцов опухолей из 10 распространенных злокачественных новообразований, включая рак груди, легких, простаты и колоректальный рак. Доктор Мустафа Сибай подписывает статью как ведущий автор.
В исследовании они использовали совершенно новый подход и сосредоточились на идентификации различных функций каждой клетки в опухоли, в соответствии с экспрессией ее отличительного признака, а не типа клеток. Таким образом, они могли видеть, как злокачественные клетки специализируются на росте опухоли, в то время как нераковые клетки, окружающие ее — называемые микроокружением опухоли — способствуют подавлению иммунной системы или препятствуют эффективной доставке противораковых препаратов, например.
Кроме того, было обнаружено, что различные признаки экспрессируются в клетках, расположенных в определенных областях внутри опухоли, что также наблюдается в развитии тканей и органов. В этом отношении было обнаружено, что положение различных признаков не является случайным, а следует закономерности, которая может наблюдаться во всех опухолях в исследовании и, вероятно, во многих других типах рака.
Более того, казалось, что отличительные признаки могут влиять друг на друга, и положение одних можно предсказать по присутствию других, используя алгоритмы машинного обучения. Это было бы разрушительным видением эволюции опухолей, переходящим от парадигмы, основанной на отборе, к экологической перспективе, где функция, выраженная в терминах отличительных признаков, могла бы быть золотым правилом.
«Наши результаты показывают, что опухоли — это не просто случайные скопления раковых клеток. Это высокоорганизованные экосистемы, в которых различные регионы выполняют определенные роли», — сказал доктор Эдуард Порта-Пардо, старший автор исследования, и добавил, что «понимание этих пространственных закономерностей помогает нам определить, какие опухоли с большей вероятностью поддаются определенному лечению».
Хотя этот спор может показаться весьма академическим, результаты исследования выходят далеко за рамки ответов на фундаментальные вопросы и оказывают реальное влияние на реальных онкологических пациентов. Команда проверила, повлияли ли паттерны экспрессии признаков на клиническое ведение 33 пациентов с раком мочевого пузыря в исследовании DUTRENEO, и обнаружила, что различия в признаках могут объяснить успех или неудачу адъювантной терапии, открывая дверь новым терапевтическим подходам в будущем.
«Выявляя характерные «горячие точки», связанные с устойчивостью к лекарственным препаратам, мы можем улучшить индивидуальную терапию для отдельных пациентов», — говорит доктор Сибай.
В качестве примера доктор Манель Эстеллер, один из старших авторов исследования, поясняет, что «для того, чтобы ингибиторы иммунных контрольных точек были эффективными, раковой клетке недостаточно просто демонстрировать маркеры ответа. Окружающие клетки также должны создавать благоприятную среду для того, чтобы иммунотерапия работала».
Похоже, что исследователи действительно приближаются к ответу на фундаментальный вопрос «что такое опухоль?», и одновременно появляются новые достижения, помогающие эффективнее бороться с раком .