Нанотехнологии и интересные разработки
Учёные нашли «виновника» образования метастазов
Научная группа из Медицинской школы Калифорнийского университета Сан-Диего впервые экспериментально показала, что клетки иммунной системы способствуют росту метастазов рака молочной железы. Специалистами был предложен способ, позволяющий замедлить этот процесс. Испытания пока проведены на мышах, но учёные надеются, что это открытие поможет создать лекарство, эффективное на поздних стадиях развития опухоли молочной железы у людей.
Лаборатория регуляции генов и передачи внутриклеточных сигналов (Laboratory of Gene Regulation and Signal Transduction) из Медицинской школы Калифорнийского университета Сан-Диего занимается исследованиями в области онкологических заболеваний более 25 лет. Известность в научных кругах ей обеспечили работы, показывающие роль иммунной системы в развитии рака. В результате этих исследований был найден целый ряд потенциальных лекарств, которые могут использоваться для профилактики и лечения рака, а также аутоиммунных заболеваний.
Независимыми научными исследованиями уже подтверждено, что иммунная система может участвовать в процессе возникновения опухолей, а также способствовать их росту и приобретению злокачественности. Однако до сих пор оставалось непонятным, могут ли клетки иммунной системы провоцировать образование и рост метастазов, которые представляют гораздо большую угрозу, чем сама опухоль, ведь более 90 процентов онкологических больных умирают именно от метастазирования, а не от роста первичной опухоли. Ответ на вопрос о взаимосвязи клеток иммунной системы организма и образования вторичных очагов рака как раз и пытались найти учёные из Сан-Диего в своём исследовании. Предметом их изучения стали поздние стадии развития опухоли молочной железы. Актуальность этого исследования заключается в том, что в статистике смертности от злокачественных новообразований рак молочной железы занимает второе место после рака лёгкого.
Для справки: Раком молочной железы ежегодно в мире заболевает около 1 миллиона женщин. Это самый распространённый вид злокачественного новообразования среди всех видов рака у женщин. По данным Росстата, в России в 2008 году этот вид опухоли был впервые выявлен у 52 500 женщин. За 10-летний период количество заболевших раком молочной железы в РФ выросло почти на 15 тысяч. Наиболее высокие показатели заболеваемости отмечены в крупных городах, таких как Москва, Санкт-Петербург, Хабаровск, Ростов, Калининград, Рязань.
Один из соавторов этой работы, наш соотечественник, выпускник МГУ им. М. В. Ломоносова, бывший научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН Сергей Гривенников, рассказал STRF.ru, как проходили исследования:
«Мы пересаживали клетки опухоли молочной железы лабораторным мышам. У части подопытных животных в раковых клетках “выключали” молекулу белка IKK-альфа (Inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase subunit alpha). Этот белок является частью сложного белкового комплекса, выполняющего важную функцию контроля работы других белков, и как следствие – регулирует важнейшие клеточные процессы, такие как иммунный ответ, деление клеток и их смерть.».
«Сравнения с контрольной группой животных показали, что у обычных мышей довольно быстро развиваются метастазы в лёгких, а у их собратьев с “выключенными” молекулами IKK-альфа процесс образования и роста метастазов значительно замедлялся. Исходя из предыдущих исследований, мы знали, что для выполнения своих функций IKK-альфа прежде всего должна быть переведена в активное рабочее состояние различными сигналами, поступающими из соседних клеток. Мы провели детальный поиск конкретных молекул, активирующих IKK-альфа в нашей модели, и в результате нашли молекулу RANKL».
Для справки: RANKL – хорошо изученный белок. Наибольшее его количество отмечается в костной ткани. В нормальных условиях на протяжении всей нашей жизни этот белок принимает участие в регуляции обмена веществ в костной ткани и способствует правильному росту костей, обеспечивая баланс, – чтобы кости были прочными, но не ломкими. Кроме того, он способен стимулировать рост клеток молочной железы при лактации. Эта молекула также играет ключевую роль в развитии таких заболеваний, как остеопороз и артрит, когда образование белка RANKL в организме выходит из-под контроля. Уже существует лекарство – моноклональные антитела, способные противостоять этому нежелательному эффекту RANKL, то есть подавлять развитие остеопороза у женщин после 50 лет и метастазы в костной ткани у пациентов с раком простаты. RANKL, по-видимому, также обладает важной способностью изменять поведение раковых клеток, делая их более подвижными и заставляя их мигрировать и образовывать новые очаги заболевания, а также увеличивает устойчивость раковых клеток и усиливает процесс их деления и роста вторичной опухоли.
«Открытием оказалось то, что нам удалось определить, какие клетки производят RANKL, – это иммунные клетки организма – так называемые Т-регуляторные лимфоциты, которые при нормальном функционировании организма призваны охранять нас от развития аутоиммунных заболеваний, таких как множественный склероз, болезнь Крона и других. В нашем эксперименте с раком молочной железы эти Т-лимфоциты играли плохую роль – продуцировали молекулу RANKL, которая связывалась со своим рецептором RANK на поверхности раковых клеток и делала их более способными к метастазированию. В этой работе мы ингибировали (подавляли) синтез RANKL и его рецептора RANK и выяснили, что метастазы опухоли молочной железы в лёгкие тоже ингибируются, – пояснил Сергей. – В то время как специфические ингибиторы функции IKK-альфа, которые можно использовать для лечения людей, ещё не разработаны, мы можем контролировать процесс инактивации (“выключения”) IKK-альфа в раковых клетках, применяя уже созданное лекарство, используемое для подавления работы белка RANKL при заболеваниях костной ткани, но ранее не применявшееся для лечения рака молочной железы. Остаётся невыясненным следующий вопрос: что заставляет наши Т-регуляторные лимфоциты вести себя подобным образом, и ответ, скорее всего, кроется в способности раковых клеток производить специальные белковые факторы, которые заставляют Т-лимфоциты в опухоли продуцировать RANKL».
Таким образом, учёные впервые показали, что иммунная система может активировать процесс метастазирования рака молочной железы, и нашли, как можно подавить и замедлить этот процесс. Будут ли открытые закономерности работать при клинических испытаниях, предстоит выяснить в ходе новых исследований. Авторы склоняются к тому, что эксперименты с участием добровольцев тоже дадут положительные результаты. Если их предположения подтвердятся, фармакологические фирмы будут работать над созданием препарата для профилактики и лечения метастазов опухоли молочной железы.
Статья о результатах исследования опубликована в журнале Nature.
Wei Tan, Weizhou Zhang, Amy Strasner, Sergei Grivennikov, Jin Q. Cheng, Robert M. Hoffman & Michael Karin Tumour-infiltrating regulatory T cells stimulate mammary cancer metastasis through RANKL–RANK signalling. – Nature. – 470. – P. 548–553 (24 February 2011); doi:10.1038/nature09707.