З'ясовано походження поширеного раку легенів, який вражає курців

«Клітина походження» другого за поширеністю раку легенів і спосіб, яким вона стає домінуючою в легенях, були виявлені в новому дослідженні на мишах і людях дослідниками з UCL, Інституту Велкома Сенгера і Кембриджського університету.

Дослідження, опубліковане в журналі Science, показало, що популяція базальних клітин, які знаходяться в трахеї (дихальних шляхах), витісняє інші типи клітин і стає домінуючою, з часом вторгаючись і займаючи великі ділянки легень. Саме з цих клітин, які експресують ген під назвою Krt5, що допомагає будувати структуру клітин, з часом розвивається плоскоклітинний рак легенів (LUSC).

Дослідницька група заявляє, що отримані результати відкривають перспективу раннього виявлення і, можливо, навіть профілактики раку легенів у майбутньому.

Рак легенів залишається основною причиною смертності від раку в усьому світі, часто проявляючись на пізніх, невиліковних стадіях. LUSC є другим найпоширенішим підтипом раку легенів і розвивається, коли клітини накопичують постійні пошкодження від впливу токсинів, як правило, від куріння. В результаті клітини стають все більш дезорганізованими і врешті-решт утворюють ділянки пошкодженої тканини (передракові ураження) в слизовій оболонці дихальних шляхів. Але біологічні зміни, які відбуваються в клітинах під час переходу від нормального до передракового стану, невідомі.

Професор Сем Джейнс (Sam Janes), старший автор дослідження з медичного факультету UCL, сказав:

«У цьому дослідженні ми поставили собі за мету зрозуміти, які зміни відбуваються перед розвитком плоскоклітинного раку легенів і з якого типу клітин виникає цей рак.
 Ми виявили, що підгрупа клітин, які експресують ген Krt5, стає домінуючою і починає витісняти нормальні клітини. Ця експансія стає драматичною, і врешті-решт нащадки лише кількох клітин, які виникли в трахеї, вторгаються і підкорюють нормальні клітини, в деяких випадках заселяючи цілі частки легень. Саме ці клітини з часом утворюють пухлини.
 Зрозумівши «клітину походження», з якої починаються ці зміни і як вони розвиваються, ми сподіваємося, що зможемо розробити стратегії, які допоможуть запобігти виникненню раку легенів або принаймні виявити його набагато раніше».

Щоб дослідити походження LUSC, команда промаркувала базальні клітини, що експресують Krt5, у трахеї двох груп мишей, щоб можна було відстежити нащадків цих клітин у часі. Потім одну групу мишей піддали впливу канцерогену (речовини, що викликає рак), щоб спостерігати, як це вплинуло на нормальну поведінку клітин у дихальних шляхах. У цій групі деякі з цих базальних клітин поступово розмножувалися, перш ніж поширитися в легені, тоді як у контрольній групі базальні клітини та їхні нащадки залишилися на своєму первісному місці в трахеї.

Доктор Сандра Гомес-Лопес (Sandra Gómez-López), перший автор дослідження з Медичного відділу UCL, сказала:

За нормальних обставин слизова оболонка дихальних шляхів складається з базальних стовбурових клітин, а також люмінальних клітин, які допомагають захищати легені. Коли базальні клітини діляться, вони дають початок новим базальним клітинам або люмінальним клітинам.
 Люмінальні клітини виконують ключові функції в дихальних шляхах: секреторні клітини виробляють захисні речовини або війчасті клітини, які допомагають переміщати вдихувані частинки.

 Існує природний баланс між різними популяціями та типами клітин, але коли ці популяції піддаються впливу канцерогенів, подібних до тих, що містяться в тютюновому димі, цей баланс порушується. Наші експерименти показали, що популяції клітин, які походять лише з кількох пошкоджених базальних клітин трахеї, поступово стають домінуючими, захоплюючи великі ділянки легень.

Додаткове секвенування одноклітинної РНК клітин трахеї мишей (порівняння здорових контрольних клітин і клітин, що зазнали впливу канцерогену) і людей (порівняння клітин некурців і курців) показало, що в міру того, як ці пошкоджені базальні клітини колонізують дихальні шляхи, популяція перехідних клітин, що експресують інший ген, Krt13, також стає більш численною, в той час, як деякі типи світлих клітин стають дефіцитними.

Дослідники також провели секвенування ДНК зразків трахеї та легень людей, які палили. Як і в експерименті на мишах, результати показали, що клітини з окремих передракових уражень, іноді в обох легенях однієї і тієї ж людини, знову походять від однієї і тієї ж пошкодженої базальної клітини.

Дослідники мають на меті використати ці знання для розробки тестів для виявлення ранніх стадій раку легенів, які виникають, коли клітини виглядають нормальними, в надії полегшити раннє втручання. Розуміння того, як ці клітини стають настільки домінуючими в легенях, може також уможливити розробку нових ліків, щоб зупинити цей процес, що підвищить перспективу запобігання цим видам раку в майбутньому.

Перегляньте записи:

Доктор Талісія Куалло, керівник дослідницької програми з раннього виявлення та діагностики в Cancer Research UK, сказала: «Рак легенів є найпоширенішою причиною смерті від раку у Великій Британії, на яку припадає одна з п’яти всіх смертей від раку. Захворювання часто виявляється на пізніх стадіях, тому важливо знайти способи виявлення раку легенів на ранніх стадіях, коли є найкращі шанси на його успішне лікування.

Це дослідження розкриває ранні клітинні етапи, що передують розвитку плоскоклітинного раку легенів, найпоширенішої форми раку легенів, і визначає тип клітин, з яких розвивається цей рак. Потрібні подальші дослідження, але в майбутньому ця інформація може допомогти вченим розробити нові способи раннього виявлення захворювання або навіть запобігти його виникненню».

Професор Пітер Кемпбелл, автор дослідження з Кембриджського університету, який раніше працював в Інституті Велкома Сенгера, сказав:

«Розуміння того, чому рак легенів розвивається саме там, де він розвивається, може допомогти дослідникам і клініцистам знайти нові способи прогнозування або раннього виявлення пухлин, що сприятиме досягненню найкращих можливих результатів.
 Для мене одним з найцікавіших аспектів нашого дослідження було відкриття того, що плоскоклітинний рак легенів розвивається з клітини-попередника, як тільки вона знаходить певне середовище в легенях, де є простір для росту і генетичних змін.
 Ми виявили, що коли з’являється таке специфічне середовище, воно різко підвищує ризик розвитку раку легенів. У майбутньому можна буде шукати ці ділянки у людей з підвищеним ризиком розвитку раку і розробляти плани лікування, щоб запобігти або вилікувати рак легенів якомога раніше».

ДЖЕРЕЛО: Medicalxpress

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.