Проучване свързва протеин, отделян от кръвоносните съдове, с резистентен на лекарства рак

Ракът е една от водещите причини за смърт в световен мащаб. Една от основните причини, поради които ракът е толкова смъртоносно заболяване, е способността на раковите клетки да станат резистентни към лекарства.

След десетилетия медицински изследвания, учените са стигнали до разбирането, че злокачествените тумори често съдържат специална популация от клетки, наречени ракови стволови клетки (РСК). Подобно на нормалните стволови клетки, РСК могат да се самовъзпроизвеждат и диференцират в различни клетъчни типове в тумора, играейки важна роля не само в растежа и метастазите на тумора, но и в развитието на лекарствена резистентност.

За съжаление, разработването на терапии, насочени директно към CSCs, се оказа предизвикателство, предвид способността им да се адаптират и да се размножават отново. Затова 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 зреенето на стволовите клетки. Разбирането кои клетки произвеждат тези фактори и какви са техните функции в туморната микросреда може от своя страна да доведе до разработването на нови терапии за рак.

На този фон, изследователски екип от Япония, включително професор Хироясу Кидоя и д-р Юмико Хаяши от катедрата по интегративна съдова биология към Факултета по здравни науки към Университета във Фукуи, проведе проучване върху секретирания frizzled-related protein 1 (Sfrp1), ангиокринен фактор, за да изясни ролята му в туморните тъкани.

Резултатите им бяха публикувани онлайн в списанието In Vitro Cellular & Developmental Biology.

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

За да изяснят тези въпроси, изследователите създадоха мишки с нокаут на Sfrp1 (Sfrp1-KO), използвайки генно редактиране CRISPR-Cas9. 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, флуоцитометрия и количествен анализ на генетичната експресия.

Първоначалните експерименти показаха, че Sfrp1 се произвежда от малка подгрупа от съдови ендотелни клетки в туморната тъкан и че неговото присъствие е важно за растежа на тумора. Растежът на тумора е потиснат при мишки с Sfrp1-KO, а трансплантираните туморни клетки, свръхекспресиращи Sfrp1, водят до по-бърз растеж на тумора.

Интересното е, че изследователите са открили, че тумори, лишени от Sfrp1, не са в състояние да поддържат значителни популации от CSCs в късните етапи на туморния растеж, въпреки че тези тумори имат по-висок начален процент CSCs. Това откритие е особено важно, тъй като сочи към една от биологичните роли на Sfrp1 в туморната микросреда и неговото участие в раковата патология.

„Някои CSC в туморните тъкани са в състояние на клетъчен арест и тяхното присъствие насърчава растежа на тумора и резистентността към противоракови лекарства“, обяснява професор Кидоя. „Нашите резултати показват, че Sfrp1 може да регулира самовъзпроизвеждането на CSC и преходния злокачествен растеж, както и да поддържа латентността им.“

Допълнителни резултати показват, че Sfrp1 не влияе върху структурата на кръвоносните съдове в тумора, което предполага, че наблюдаваните ефекти върху растежа на тумора не са свързани с васкулатурата. Вместо това, анализът на генетичната експресия разкрива, 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 по време на ембрионалното развитие).

Като цяло, новите знания, предоставени от това проучване, могат да проправят пътя за разработването на нови терапии за рак, насочени към механизмите, които спомагат за поддържането на CSCs.

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

„Вярвам, че това би могло да доведе до разработването на лечения за пациенти с труден за лечение рак, чиито тумори са резистентни на противоракови лекарства, както и до терапевтични средства за потискане на рецидивите и метастазите на рака.“

По-нататъшни изследвания, базирани на тези открития, ще послужат като стъпка към ефективни лечения за рак, резистентен на лекарства.