Вадим Дудченко
Администратор портала

Ученые выявили ключевой фактор, влияющий на то, будут ли злокачественные клетки расти, чтобы сформировать опухоль, в новом исследовании, опубликованном сегодня в eLife.

Исследование объединило использование мини-органов молочной железы мыши с непрерывной визуализацией в одноклеточном разрешении, чтобы выявить, как формируется опухоль. Полученные результаты дают представление о поведении отдельных клеток рака молочной железы, что может привести к разработке новых стратегий борьбы с этим заболеванием.

Эволюция опухолевых клеток (зеленый цвет) в пределах нормального органоида (серый цвет). Нижняя панель показывает поверхностное изображение опухолевых клеток и помечает новые клетки, возникающие из одной клетки, тем же цветом.

Большинство исследований биологии рака используют образцы тканей или клеток, где каждая клетка имеет дефектные мутации, которые потенциально могут образовать опухоль. Это означает, что невозможно воссоздать самые первые стадии болезни, когда одна мутировавшая клетка преодолевает свое нормальное окружение и развивается в рак.

"Чтобы изучить инициацию опухоли, необходимо создать модели, в которых только несколько злокачественных клеток расширяются в контексте их непосредственной не опухолевой среды",-объясняет ведущий автор Ашна Алладин, постдокторский исследователь в лаборатории старшего автора Мартина Йехлингера в Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL), Гейдельберг, Германия. "Мы создали модель развития рака молочной железы, в которой только отдельные клетки активируют онкогены, способствующие развитию рака, в здоровой ткани молочной железы, а затем проследили за судьбой этих раковых клеток."

Чтобы разработать свою модель, команда вырастила органоиды (мини-органы) из ткани молочной железы мыши, которые воссоздают структуру молочной железы. Они сосредоточились на крошечных железах внутри груди, называемых "ацини". Затем они ввели ген, способствующий развитию рака, в несколько отдельных клеток внутри этих ацинов. Затем в некоторые клетки был добавлен второй ген, который позволил включить ген, способствующий развитию рака, в присутствии препарата под названием доксорубицин. Это означает, что команда могла контролировать, в каких клетках был включен ген, способствующий развитию рака, и были "преобразованы" в злокачественные клетки, а также записывать, когда клетки были преобразованы.

Клетки также были помечены так, чтобы их можно было индивидуально отслеживать каждые 10 минут в течение четырех дней с помощью метода, называемого световой микроскопией. Таким образом, команда могла точно определить, какие клетки инициируют опухоль, а какие нет.

Чтобы определить, что влияет на отдельные злокачественные клетки для развития опухоли, исследователи разработали компьютерный алгоритм, который взял всю информацию из изображений клеток и искал общие черты, связанные с клетками, которые продолжали развиваться опухоли. Из всех проверенных признаков только один был существенно связан с развитием опухоли: количество клеток, содержащих ген, способствующий развитию рака, внутри опухоли. Для каждой дополнительной клетки в кластере, содержащей ген, способствующий развитию рака, вероятность того, что этот кластер образует опухоль, увеличивается в девять раз.

В соответствии с подходом моделирования, когда команда посмотрела на изображения acini, они обнаружили, что клетки, которые продолжали образовывать опухоли в конце четырехдневного периода визуализации, можно было увидеть, как они группируются вместе в начале периода визуализации. Напротив, клетки, которые не образовали опухоли, были расположены более скудно.

"Наши результаты показывают, что существует некоторое взаимодействие или сигнализация, которая происходит между злокачественными клетками в непосредственной близости, что направляет инициацию опухоли в нормальных тканях", - заключает старший автор Мартин Джехлингер, руководитель группы EMBL. "Наша способность представить судьбу этих злокачественных одиночных клеток среди здоровых тканей означает, что теперь можно проследить инициацию опухоли, рост и лечение с помощью ингибирования лекарственными препаратами в реалистичной модели, тем самым помогая преодолеть разрыв между модельными системами и клиникой."

 

Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц