Проучване свързва протеина, секретиран от кръвоносните съдове, с резистентния към лекарства рак

Ракът е една от водещите причини за смърт в света. Една от основните причини ракът да е толкова смъртоносна болест е способността на раковите клетки да станат резистентни към лекарства.

След десетилетия медицински изследвания учените разбраха, че раковите тумори често съдържат специална популация от клетки, наречени ракови стволови клетки (CSC). Подобно на нормалните стволови клетки, CSC могат да се самообновяват и да се диференцират в различни типове клетки в тумора, като играят важна роля не само в растежа на тумора и метастазите, но и в развитието на лекарствена резистентност.

За съжаление, разработването на терапии, които са насочени специално към CSCs, се оказа доста предизвикателство, като се има предвид способността им да се адаптират и повторно заселват. Ето защо някои изследователи насочиха вниманието си към кръвоносните съдове в туморната тъкан.

През последните няколко години учените откриха, че определени субпопулации от ендотелни клетки (клетките, които покриват кръвоносните съдове) секретират ангиокринни фактори, които регулират пролиферацията и узряването на стволовите клетки. Разбирането кои клетки произвеждат тези фактори и какви са техните функции в микросредата на тумора може от своя страна да доведе до разработването на нови терапии за рак.

На този фон изследователски екип от Япония, включително професор Хироясу Кидои и д-р Юмико Хаяши от Катедрата по интегративна съдова биология, Факултет по медицински науки, Университет Фукуи, проведе проучване върху секретирания протеин 1 (Sfrp1) ), ангиокринен фактор, за да се изясни ролята му в туморните тъкани.

Резултатите им бяха публикувани онлайн в списанието In Vitro Cellular & Биология на развитието.

„Въпреки че кръвоносните съдове обикновено се разглеждат само като пътища за доставка на кислород и хранителни вещества, нашето изследване се фокусира върху напълно различна функция на кръвоносните съдове, а именно производството на ангиокринни фактори. Проведохме това проучване с идеята, че ангиокринните фактори също могат да участват в прогресията на тумора и се опитахме да разберем дали Sfrp1 влияе върху поддържането на CSC и туморната тъкан като цяло,” обяснява професор Кидоя.

За да изяснят тези въпроси, изследователите създадоха Sfrp1 ген нокаутирани (Sfrp1-KO) мишки, използвайки CRISPR-Cas9 генно редактиране. След това те трансплантираха тумори на белодробен карцином в Sfrp1-KO и мишки от див тип и наблюдаваха ефектите на Sfrp1 (или липсата му), използвайки стандартни техники като имунохистохимично оцветяване, поточна цитометрия и анализ на количествена генетична експресия.

Първоначалните експерименти показаха, че Sfrp1 се произвежда от малка подгрупа от васкуларни ендотелни клетки в туморната тъкан и че присъствието му е важно за туморния растеж. Растежът на тумора е потиснат при мишки Sfrp1-KO и трансплантирани туморни клетки, свръхекспресиращи Sfrp1, водят до по-бърз туморен растеж.

Интересно е, че изследователите откриха, че тумори без Sfrp1 не са в състояние да поддържат значителни популации от CSCs в края на туморния растеж, въпреки че тези тумори имат по-висок първоначален процент CSCs. Това откритие е особено важно, тъй като показва една от биологичните роли на Sfrp1 в туморната микросреда и участието му в раковата патология.

„Някои CSC в туморните тъкани са в състояние на спряна клетъчна пролиферация и тяхното присъствие насърчава растежа на тумора и резистентността към противоракови лекарства“, обяснява професор Кидоя. „Нашите резултати показват, че Sfrp1 може да регулира саморепликацията на CSC и преходния злокачествен растеж, както и да поддържа състояние на покой.“

Допълнителни резултати показват, че Sfrp1 не повлиява структурата на кръвоносните съдове в тумора, което предполага, че наблюдаваните ефекти върху туморния растеж не са свързани с васкулатурата. Вместо това анализът на генетичната експресия разкри, че Sfrp1 насърчава поддържането на CSC чрез модулиране на добре запазения Wnt сигнален път (еволюционно запазен път, който регулира важни аспекти на определянето на клетъчната съдба, клетъчната миграция и органогенезата в ембрионалното развитие).

Като цяло новите знания, предоставени от това проучване, може да проправят пътя за разработването на нови терапии за рак, насочени към механизми, които помагат за поддържането на CSC.

„Насочването към специализирани васкуларни ендотелни клетки, участващи в производството на ангиокринни фактори, може да помогне за нарушаване на CSC нишата, служейки като потенциален подход за инхибиране на туморния растеж с минимални странични ефекти“, заключава професор Кидоя.

„Вярвам, че това може да доведе до разработването на лечения за пациенти с трудноразрешим рак, чиито тумори са резистентни към лекарства за рак, както и терапевтични средства за потискане на рецидивите и метастазите на рака.“

По-нататъшни изследвания, базирани на тези констатации, ще послужат като трамплин към ефективно лечение на резистентния към лекарства рак.