Новое исследование в Университете Дюка в Дареме (США) показало, что мутация в клетках при раке легкого приводит к перерождению их в клетки желудочно-кишечного тракта.
Известно, что злокачественные клетки в пределах одной и той же опухоли могут сильно различаться по структуре и размерам. Это связано с хаотично возникающими мутациями в генах. Тем не менее, группа исследователей была удивлена, когда в опухоли легкого обнаружились клетки желудка, двенадцатиперстной и других отделов тонкой кишки.
Они обнаружили, что в этих клетках отсутствовал ген NKX2-1, который является своеобразным переключателем, направляющим развитие клетки нужное русло. Без него клетки дифференцируются в ближайших «родственников» по эмбриональному развитию – в клетки желудочно-кишечного тракта.
Полученные данные демонстрируют гибкость раковых клеток, позволяющую им выживать в любых условиях. Именно благодаря этому свойству они формируют устойчивость к противоопухолевой терапии, которая на сегодняшний день является наиболее сложной проблемой онкологии. Так, например, после одного курса химиотерапии выжившие клетки отключают некоторые регуляторные гены и приобретают новые характеристики, позволяющие им противостоять следующему курсу лечения.
Рак легкого является наиболее частой причиной смерти среди всех онкологических заболеваний и имеет самый низкий уровень выживаемости. 80-85% всех случаев этой болезни приходится на немелкоклеточный рак легкого.
Исследователи проанализировали тысячи образцов геномов 33 различных гистологических типов рака легкого. Они обнаружили, что большая доля клеток немелкоклеточного рака не имеет гена NKX2-1, который определяет дифференциацию в клетки легких. Вместо этого активно синтезировались белки, которые трансформируют в клетки пищеварительной системы.
Клетки дыхательной и пищеварительной системы происходят из общего прародителя. Именно поэтому, по мнению авторов, при нарушении дифференциации в легочную ткань, формируются клетки желудка и кишечника.
В эксперименте мышам подавили ген NKX2-1в клетках легочной ткани. Удивительно, но они не только структурно переродились в клетки желудочно-кишечного тракта, но и выполняли соответствующие функции – вырабатывали пищеварительные ферменты.
Авторы задались вопросом, может ли подобное генетическое переключение привести к формированию раковых клеток. Для получения ответа на него в другом эксперименте они не только подавили ген NKX2-1, но и активировали онкогены SOX2 или KRAS.
У мышей с активированным геном SOX2 в легких развивались формы рака, характерные для верхних отделов пищеварительной системы. Активация гена KRAS вела к появлению в легких опухолей, типичных для среднего отдела желудочно-кишечного тракта.
Чтобы оценить роль микроокружения в перерождении клеток, ученые смоделировали систему, формирующуюся вокруг рака легкого. Но она никак не повлияла на течение процесса, то есть мутация приводит к структурным изменениям независимо от среды, в которой эти клетки находятся.
Благодаря проведенной работе стали известны механизмы, которые ведут к перерождению раковых клеток и появлению у них новых характеристик, позволяющих выжить во время противоопухолевой терапии. Результаты исследования позволят разработать новые методы лечения, направленные на блокирование описанного процесса.
Статья P. R. Tata et al. Developmental History Provides a Roadmap for the Emergence of Tumor Plasticity опубликована в журнале Developmental Cell.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Duke Today: Scientists Find Stomach Cells in Lung Cancer.
