Naujas galingas analitinis įrankis leidžia atidžiau pažvelgti į tai, kaip naviko ląstelės „keičia formą“, kad taptų agresyvesnės ir negydomos, kaip rodo Weill Cornell Medicine ir Niujorko genomo centro mokslininkų tyrimas.
Naviko ląstelės forma keičiasi, pakeisdama savo ląstelės tipą arba būseną, taip pakeisdama pagrindinį veiklos modelį ir galbūt net išvaizdą. Šis kintamumas arba „plastiškumas“ yra būdingas vėžiui, dėl kurio susidaro įvairios naviko ląstelių populiacijos ir galiausiai atsiranda ląstelių tipai, dėl kurių atsiranda atsparumas gydymui ir metastazinis plitimas.
Naujasis įrankis, aprašytas rugsėjo 24 d Gamtos genetika, gali būti naudojamas kiekybiškai įvertinti šį auglio ląstelių mėginių plastiškumą. Tyrėjai tai pademonstravo analizuodami gyvūnų modelių ir žmonių pacientų navikų mėginius, nustatydami, pavyzdžiui, pagrindinę pereinamojo laikotarpio ląstelių būseną sergant glioblastoma, dažniausia smegenų vėžio forma.
„Plastiškumas yra didžiulis vėžio plitimo ir atsparumo gydymui veiksnys, todėl tikimės, kad ši nauja priemonė suteiks mums svarbių įžvalgų apie tuos procesus – įžvalgas, kurias tikimės panaudoti veiksmingiau kovodami su vėžiu“, – sakė vyresnysis tyrimo autorius dr. Danas Landau. Weill Cornell Medicine hematologijos ir medicininės onkologijos skyriaus medicinos profesorius ir Niujorko genomo centro pagrindinis fakulteto narys.
Pirmieji tyrimo autoriai, visi iš Landau laboratorijos, buvo daktaras Joshua Schiffman, doktorantas; Andrew D'Avino, medicinos mokslų daktaras. Studentas; ir daktarė Tamara Prieto, doktorantė.
Plastiškumas yra normalus ir plačiai paplitęs ankstyviausiuose gyvenimo etapuose, kai ląstelės bręsta nuo embrioninių, kamieninių ląstelių būsenų iki vis labiau diferencijuotų būsenų, turinčių labai specializuotas funkcijas. Tam tikras plastiškumo laipsnis taip pat reikalingas brandžiuose audiniuose, kad jie galėtų atlikti remonto ir priežiūros funkcijas. Vėžiai, deja, linkę užgrobti šiuos latentinius plastiškumo mechanizmus, o vėžį, pasižymintį didesniu plastiškumu, yra sunkiau sėkmingai gydyti.
Tyrėjai savo naują įrankį vadina „filogenetine bruožų paveldimumo analize“ arba PATH. Auglio ląstelių mėginyje kiekybiškai įvertinamas kiekvienos ląstelės būsenos plastiškumas, atsižvelgiant į tai, kaip dažnai tos būsenos ląstelė sukelia palikuonių ląsteles, kurios turi tą pačią būseną. Ląstelių būsenos, kurios yra mažiau paveldimos, laikomos plastiškesnėmis.
Norint pritaikyti PATH analizuojant tam tikrą ląstelių populiaciją, tyrėjams reikia „linijos“ informacijos, paprastai pagrįstos DNR žymenimis, parodančios, kurios ląstelės yra kilusios iš tos pačios motininės ląstelės. Jiems taip pat reikia informacijos apie atskiras ląstelės būsenas, kurias galima apibrėžti taip, kaip tyrėjas pageidauja.
„Jis gali būti pagrįstas ląstelių genų aktyvumo modeliais, jų paviršiaus receptoriais, jų erdvinėmis vietomis navikuose arba iš tikrųjų viskuo, apie ką galite svajoti“, – sakė daktaras Schiffmanas.
Tyrėjai parodė PATH analizuodami kasos navikus, atskleisdami naujų detalių, kaip šie navikai išnaudoja plastiškumo formą, vadinamą epitelio-mezenchiminiu perėjimu, kai epitelio tipo ląstelės virsta mezenchiminio tipo ląstelėmis, taip įgydamos migruojančių savybių. kurios leidžia plisti metastazėms.
„Buvo žinoma, kad vyksta perėjimas su tarpinėmis būsenomis, bet nebuvo tiksliai žinoma, kas vyksta“, – sakė daktaras Schiffmanas. „Mes galėjome pateikti aiškesnį šios dinamikos vaizdą.”
Panašiai ir pacientų glioblastomos ląstelėms, PATH pagrįsta analizė parodė, kaip naviko ląstelės persijungia pirmyn ir atgal tarp labiau į kamieną panašių ir mezenchiminių būsenų, kaip pagrindinę tarpinę būseną naudodamos smegenų pagalbinės ląstelės, vadinamos astrocitu, būseną. . Galiausiai, komandos atliktas PATH padidintas piktybinių B ląstelių profiliavimas iš leukemija sergančių pacientų atskleidė akivaizdų ryšį tarp tam tikrų DNR mutacijų leukemijos ląstelėse ir santykinai plastiškos, kamieninės ląstelės būsenos, kurią apibrėžia pagrindinis paviršiaus receptorius.
Apskritai, mokslininkai teigė, kad PATH yra labai naudinga nauja sistema, skirta tirti, kaip vystosi navikai.
Dr. Landau, kuris taip pat yra Weill Cornell Medicine Anglijos tiksliosios medicinos instituto ir Sandros ir Edwardo Meyer vėžio centro narys, ir daktaras Schiffmanas bei jų kolegos numato daugybę PATH pagrįstų klinikinių pritaikymų. Tai apima prognostinius tyrimus, pagrįstus naviko mėginių plastiškumo laipsniu (didesnis plastiškumas yra priežastis tikėtis didesnio naviko agresyvumo) ir naujus gydymo būdus, kurie būtų nukreipti į stabilesnes, mažiausiai plastikines navikų ląstelių būsenas.
Mokslininkai taip pat planuoja atlikti PATH pagrįstą naviko mėginių analizę prieš ir po skirtingų gydymo būdų, kad nustatytų, pavyzdžiui, kurie gydymo būdai gali sumažinti naviko ląstelių plastiškumą.