Впервые подтверждено существование раковых стволовых клеток

Три независимые группы ученых одновременно сообщили об обнаружении так называемых раковых стволовых клеток - небольших групп клеток, от которых зависит рост раковых опухолей. Выделение таких клеток меняет не только представление о механизме развития злокачественных новообразований, но и подход к их лечению. Две, посвященные этой теме, работы опубликованы 1 августа в журнале Nature и еще одна - в журнале Science.

Таким образом, подтверждена гипотеза о том, что в основе способности раковых опухолей возобновлять свой рост после длительной ремиссии лежит существование небольшой группы клеток, которые могут "пережидать" в спящем состоянии действие и химиотерапии, и лучевой терапии, чтобы начать затем активное деление и запустить такой же процесс у других типов раковых клеток, инициировав повторное развитие заболевания.

Первые предположения о существовании такого катализатора и, соответственно, иерархической природе роста раковых клеток появились еще в 1990-х годах во время исследования развития лейкемии у мышей, но они до сих пор не были подтверждены на примере злокачественных опухолей, развивающихся в различных тканях организма.

Все группы исследователей, сообщивших о своем открытии, для того, чтобы отследить происходящие в опухолях процессы и то, как в них задействованы различные типы клеток, воспользовались методами генетического маркирования. При этом объекты изучения у каждой из групп были свои.

Так, команда под руководством биолога Луиса Парада (Luis Parada) из Юго-Западного Медицинского центра при университете штата Техас (University of Texas Southwestern Medical Center (UTSMC) в Далласе, чья работа опубликована в Nature, сосредоточилась на глиобластоме - одном из видов раковых опухолей головного мозга. Они предположили, что генетические маркеры, присущие здоровым взрослым нейронным стволовым клеткам, могут быть аналогичны маркерам стволовых клеток глиобластомы. Основываясь на этом предположении, авторы действительно обнаружили опухоли несколько клеток с такими маркерами, при том, что остальные клетки опухоли их не содержали.

Дальнейшие исследования показали, что под действием стандартной химиотерапии погибают все клетки, кроме меченых, после чего рост опухоли возобновляется, при этом меченые клетки порождают все остальные. Когда авторам удалось подавить процесс деления меченых клеток, опухоль фактически распалась на фрагменты, которые не стали основой для развития новых глиобластом.

Группа под руководством Седрика Бланпэна (Cédric Blanpain) из бельгийского Свободного университета Брюсселя (Université Libre de Bruxelles, ULB), чья работа также опубликована в Nature, занималась изучением рака кожи, причем объектами исследования стали все клетки опухоли. Им удалось выяснить, что раковые клетки различаются по сценарию деления - часть из них может делиться ограниченное число раз, а часть, и это именно те самые стволовые клетки - бесконечно. Оказалось, что в том случае, когда рак становится агрессивным, в опухоли образуются по большей части именно способные к неограниченному делению стволовые клетки, а не клетки другого типа. По мнению Бланпэна, это открытие может стать ключом к новой стратегии лечения рака на ранних стадиях - вместо удаления стволовых клеток, превращение их с помощью терапевтического воздействия в другой тип клеток с ограниченной способностью к делению.

И, наконец, третья группа исследователей под руководством Ханса Клеверса (Hans Clevers) из института Хубрехт (Hubrecht Institute) в Утрехте, Нидерланды, чья работа опубликована в Science, сфокусировалась на клетках, формирующих кишечные аденомы, прекурсоры рака кишечника. Предварительно ими была выведена линия мышей, которую авторы назвали "мыши- конфетти" - грызуны несли генетический маркер, который под воздействием определенного вещества заставлял клетки кишечника производить молекулы четырех цветов в зависимости от того, из каких клеток они произошли. Ученым удалось получить опухоли, окрашенные одним цветом, но состоящие из разных типов клеток, что показывает, что все они произошли из одного источника - стволовой клетки. Изменение цвета этих клеток влекло за собой появление множества клеток аналогичного цвета, что подтвердило версию о том, что стволовые клетки производят все остальные.

Как отметил Парада, пока рано говорить о том, что полученные новые данные применимы ко всем типам рака. Но если в ходе дальнейших исследований окажется, что это так, способы борьбы с онкологическими заболеваниями кардинально изменятся. В частности, изменится оценка эффективности химиотерапии - врачи будут ориентироваться не на прекращение роста или даже полное исчезновение опухоли, а на то, погибли ли в результате лечения раковые стволовые клетки.