Согласно результатам исследования, мутации нарушают нормальный процесс регенерации тканей, приводя к формированию глиобластомы. Эти нарушения способны возникать задолго до появления у пациентов признаков опухоли головного мозга.
Работа была выполнена группой исследователей из Университета Торонто, расположенного в Канаде, и Детской больницы SickKids и Онкологического центра принцессы Маргарет. Ученые применили новейшие технологии секвенирования одноклеточных РНК и машинного обучения. Так они выявили молекулярный состав стволовых клеток глиобластомы (ГСК), которые ответственны за появления опухолей и рецидивы после лечения. Результаты опубликовали в журнале Nature Cancer.
Для исследования была сформирована коллекция ГСК, состоящая из образцов опухолей 26 пациентов, что составило около 70 тысяч клеток. Лабораторные исследования показали наличие новых субпопуляций ГСК, характеризующихся молекулярными маркерами воспаления и интегрированных с другими раковыми стволовыми клетками в опухолях пациентов.
Это говорит о том, что некоторые глиобластомы начинают формироваться, когда нормальный процесс заживления тканей, срывается мутациями. Это может происходить за много лет до того, как у пациентов появляются симптомы. Как только мутировавшая клетка начинает участвовать в заживлении ран, она не может перестать размножаться, и это стимулирует рост опухоли — объяснили ученые. Таким образом, данные подтвердили, что каждая опухоль содержит несколько субпопуляций молекулярно различных раковых стволовых клеток.
«Наши данные показывают, что нормальные мутации в клетках мозга могут быть нарушены вследствие черепно-мозговых травм и неверного заживления тканей. В итоге это приводит к появлению рака», — отметил доктор Питер Диркс, соавтор исследования.
Выяснилось также, что каждая опухоль может существовать в одном из двух молекулярных состояний: «развитие» и «реакция на повреждение», или находиться на стыке этих состояний.
Стволовые клетки глиобластомы характеризуются активным развитием, что сопоставимо с состоянием быстро делящихся стволовых клеток в развивающемся мозге плода. Другое состояние демонстрировало усиленную регуляцию иммунных путей и маркеров воспаления, например, интерферон и TNFalpha, которые указывают на процессы заживления ран.
Анализ этих состояний, согласно результатам экспериментов, позволил выявить новые терапевтические мишени, ранее не привлекавшие внимания ученых. Кроме того, было установлено, что комбинация этих состояний уникальна для каждого пациента, что открывает возможности для создания персонализированных методов лечения.
«Мы намерены находить лекарственные средства, которые окажутся эффективными для всех пациентов, независимо от состояния их опухолей, — сообщил доктор Тревор Пью, один из руководителей исследования. — В настоящее время у нас появилась возможность изучать отдельную опухолевую клетку и, благодаря этому, разрабатывать лекарственный комплекс, способный уничтожить стволовые клетки рака».