В МФТИ исследовали устойчивость опухолевых стволовых клеток немелкоклеточного рака лёгкого к лучевой терапии. При воздействии ионизирующего излучения эти клетки на время уходят в «спячку», а при наступлении благоприятных условий возобновляют активное деление и приводят к рецидивам. Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект #19-74-10096), результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences (Q1).
На немелкоклеточный рак лёгкого приходится почти 85% всех случаев рака лёгкого, при этом пятилетняя выживаемость составляет всего около 8%. Стандартным методом лечения неоперабельных больных с этим заболеванием является лучевая терапия. Однако, несмотря на довольно большие дозы облучения и комбинацию с другими видами терапии, через некоторое время у пациентов может наступить рецидив. Поиском причин занимаются исследователи во многих странах.
Известно, что опухоль обладает гетерогенностью, то есть состоит из разных клеток. Среди них есть так называемые раковые стволовые клетки, обладающие характеристиками, сходными со свойствами нормальных стволовых клеток. По предположению учёных, именно они обладают повышенной устойчивостью к лучевой терапии и способностью выживать в самых неблагоприятных условиях. Научная группа под руководством Сергея Леонова, заведующего лабораторией МФТИ, взялась проверить действительно ли эти клетки обладают такими свойствами.
Маргарита Пустовалова, старший научный сотрудник лаборатории разработки инновационных лекарственных средств и агробиотехнологий МФТИ, рассказывает:
«Известно, что внутри опухоли есть популяции опухолевых стволовых клеток, которые обладают аномальной устойчивостью к радиотерапии и впоследствии могут давать метастазы и приводить к рецидивам онкозаболеваний. Также известно, что такие клетки несут на своей поверхности определённые маркеры. Мы по этим маркерам выделили нужные нам стволовые клетки и воздействовали на них ионизирующим излучением».
Учёные исследовали опухолевые стволовые клетки. Ранее было известно, что они обладают высокой способностью восстанавливать повреждения ДНК и избегать клеточной гибели. Оказалось, что эти клетки также обладают способностью в стрессовой для себя ситуации уходить в особое спящее состояние — либо покоя, либо состояние называемое «преждевременным старением». В этом состоянии они переживают те дозы радиации, которые убивают обычные клетки. А при наступлении благоприятного периода «просыпаются» и дают популяцию многоядерных клеток, которые затем делятся, давая новые дочерние раковые (в том числе стволовые) клетки и провоцируя таким образом рецидив болезни. Подобные популяции гигантских многоядерных опухолевых клеток обнаруживаются практически во всех опухолях.
Кроме того обнаружилось, что раковые стволовые клетки ведут себя неодинаково в ответ на облучение. Чтобы выжить после радиации, одни погружаются в покой, другие предпочитают «преждевременное старение». Исследователи выявили, что это связано с тем, есть ли у них белок р53.
Сергей Леонов поясняет:
«Мы сравнивали две клеточные линии, различающиеся по статусу транскрипционного фактора белка р53. Этот белок, часто называемый «стражем генома», кодируется в клетке геном-онкосупрессором ТР53, принадлежащим к семейству антионкогенов. Антионкогены в организме контролируют и предотвращают накопление клеток с аномальными изменениями генома, способствующими их злокачественной трансформации. р53 запускает транскрипцию группы генов и активируется при накоплении повреждений ДНК. Когда какие-то мутации возникают в гене ТР53, или если такой ген в клетке вообще отсутствует, то клетка приобретает злокачественные характеристики».
Биофизики извлекли раковые стволовые клетки из общей массы опухолевых клеток и разделили их по принципу наличия гена ТР53. Оказалось, что при наличии такого гена клетки на время уходят в «спящее» состояние, а когда его нет, клетки практически сразу начинают делиться.
«Наше исследование говорит о необходимости персонализированной терапии пациентов с немелкоклеточным раком лёгкого. Нужно проверять, какой статус ТР53 в клетках у конкретного пациента. И уже в связи с этим назначать терапию. Поскольку в зависимости от наличия или отсутствия р53 клетка может включать разные механизмы выживания. Нужно учитывать эти механизмы и воздействовать на них, препятствуя их развитию», — добавила Маргарита Пустовалова.
Учёные считают, что раковые стволовые клетки являются основной причиной возможных рецидивов после лучевой терапии, поэтому лечение должно быть не просто направлено на уничтожение общей массы опухоли, но проводиться с учётом особенностей её стволовых клеток. В том числе необходимо выявлять в таких клетках наличие или отсутствие р53.
