Обнаружена странная закономерность, объясняющая загадочное происхождение рака мозга
Ученые обнаружили странную закономерность, которая может объяснить загадочное происхождение рака мозга. На протяжении многих десятилетий при лечении этого заболевания врачи замечали, что некоторые опухоли неизменно возникают в определенных областях мозга. Например, агрессивные глиобластомы часто встречаются в больших полушариях, тогда как медуллобластомы имеют тенденцию развиваться в мозжечке у детей. Ученые давно подозревали, что некоторые ткани мозга могут быть просто более уязвимы для рака, чем другие, но точная причина этого оставалась неясной.
Теперь команда исследователей, работавшая с мозгом плодовых мушек (дрозофил), нашла подсказку, которая однажды может помочь в разработке методов лечения некоторых из наиболее разрушительных форм рака мозга. Как поясняет онколог Луиза Ченг из Онкологического центра Питера Маккаллума в Австралии, мутации, связанные с раком, происходят в нашем организме постоянно, но большинство из них никогда не становятся опасными, потому что организм обнаруживает и удаляет эти аномальные клетки. Ученые давно подозревали, что некоторые ткани мозга могут быть просто более уязвимы для рака, чем другие, но точная причина этого оставалась неясной.
В отличие от многих других тканей организма, живой человеческий мозг сложно изучать экспериментально в процессе развития болезни. Тщательные клинические наблюдения и изучение донорской ткани мозга дали много информации, но многое еще предстоит выяснить. Удивительным аналогом здесь выступает плодовая мушка: несмотря на кажущиеся различия, мозг мушек следует многим из тех же правил развития, что и человеческий мозг, а центральная нервная система дрозофилы является проверенной моделью для изучения поведения и изменений клеток в человеческом мозге.
Чтобы выяснить, почему одна и та же раковая мутация может вести себя по-разному в разных отделах мозга, исследователи отредактировали гены плодовых мушек, изменив белки, участвующие в поддержании идентичности клеток мозга. Это привело к тому, что зрелые нейроны у мушек превратились обратно в стволовые клетки, которые бесконтрольно делятся. Данный метод хорошо зарекомендовал себя для индукции опухолеподобного роста у мушек, и вскоре у насекомых развились разрастающиеся массы аномальных нейральных клеток.
Но затем проявилась странная закономерность: хотя аномальные стволовые клетки появлялись по всей центральной нервной системе мушек, фактические опухоли сохранялись только в некоторых областях мозга. Это указывало на возможную разницу между уязвимыми для рака регионами и теми, где рост опухоли не происходил.
Предыдущие исследования выявили белок под названием Chinmo, который помогает контролировать развитие стволовых клеток. Когда ученые изучили уровень Chinmo в нервной системе, они обнаружили нечто подозрительное. В центральном мозге и брюшной нервной цепочке, где появлялись опухоли, аномальные клетки содержали Chinmo, тогда как в зрительных долях, где опухоли не развивались, Chinmo также отсутствовал. Следующим шагом стало намеренное снижение уровня Chinmo в областях, предрасположенных к опухолям, и, в отдельном эксперименте, повышение его уровня в зрительных долях. Результаты были поразительными. Там, где уровень Chinmo был понижен, развитие опухоли полностью прекращалось, а там, где он был повышен, аномальные клетки начинали расти там, где их раньше не было.
Доктор Ченг отмечает, что исследователям удалось изменить судьбу клеток с одной и той же мутацией, просто включая или выключая Chinmo. Эти данные говорят о том, что формирование опухоли зависит не только от самой мутации, но и подвержено влиянию окружающей среды и состояния развития клеток, в которых эта мутация возникает. У людей нет белка Chinmo, поэтому результаты нельзя напрямую переносить один к одному.
Тем не менее, исследование предполагает, что существуют идентифицируемые биологические причины, по которым опухоли чаще возникают в одних частях мозга, чем в других, и что у людей могут существовать схожие белки, которые аналогичным образом влияют на восприимчивость к раку. Доктор Ченг резюмирует, что понимание этих факторов дает новый способ размышлять о развитии рака за пределами мутаций, и если удастся выявить условия, позволяющие мутировавшим клеткам становиться опухолями, возможно, получится воздействовать на эти условия терапевтически и остановить рак до его развития.
Исследование в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.