Искусственно выведенные раковые стволовые клетки помогут в разработке лекарств от рака груди

«В некотором роде, отдельные виды опухолей напоминают пчелиный улей», - говорит патолог Тэн Инс. Каждая раковая клетка опухоли играет определенную роль, и только некоторая часть клеток является «королевами», владеющими уникальной способностью самоподдерживаться и образовывать новые опухоли. Они также могут делиться и создавать клетки-«рабочих», которые формируют тело опухоли.

Патолог Тэн Инс преобразовал обычные клетки в раковые (их мембраны показаны зеленым цветом). Полученные клетки смогли формировать пласты, подобно клеткам опухоли. У них также появились сильные способности для создания и распространения опухолей. Одна клетка из десяти – раковая стволовая клетка.

Эти «королевы» - раковые стволовые клетки. В лаборатории  Роберта Вейнберга они были созданы в чашках Петри, путем получения и перемещения на лабораторный стол необходимой популяции клеток из человеческой груди. После инъекции, состоящей из 100 таких клеток, в лабораторной мыши образовались опухоли, которые затем метастазировали (распространялись на удаленные ткани).
«Раковые стволовые клетки распознаются по способности образовывать опухоль, поэтому то, что мы получили - это они и есть», - говорит Вейнберг, который также является профессором биологии Массачусетского Технологического Института.
Инс не намеревался создавать эти клетки. Являясь исследователем в лаборатории Вейнберга, а также патологом гинекологии из Brigham and Womens Hospital .  Oн просто пытался создать модель рака груди, которая бы под микроскопом выглядела как опухоль человеческого организма и вела бы себя так же.
В более чем 90% опухолей человеческой груди, раковые клетки похожи на полости, содержащиеся в нашем теле. Опытный патолог под микроскопом заметит эти сходства. Но раковые клетки, полученные из нормальных клеток груди для лабораторных исследований, выглядели по-другому. Инс заметил, что до него исследователи преобразовывали не тот тип клеток.
Теперь Инс, независимый исследователь Brigham and Womens Hospital и инструктор Гарвардской медицинской школы, разработал способ создания химическим образом новой питательной среды для культур клеток и смог вырастить различные типы клеток человеческой груди, которые обычно в подобных культурах погибают. Он превратил их в раковые клетки путем введения особых генов стандартным методом.

Действие полученных клеток оказалось очень мощным. Когда Инс ввел более 100000 таких клеток в мышь с корректированной иммунной системой, быстро появились массивные, смертельные опухоли. В первичных экспериментах выяснилось, что небольшие образцы тканей имели первичную структуру опухоли, похожую на ту, которая наблюдается у больных раком с метастазами.
Инс решил проверить, смогли бы созданные им раковые клетки метастазировать, если бы мышь прожила дольше. Он повторил эксперимент на других мышах, сократив количество вводимых клеток до 100 в надежде, что это замедлит рост опухоли. Раковые клетки образовывали опухоли, которые затем метастазировали. Для сравнения, обычно исследователь при повседневной работе с раковыми клетками в лаборатории, должен ввести в особь порядка 1 миллиона обычных раковых клеток.
«В процессе создания модели, отражающей поведение опухолей в пациентах, я создал клетки, инициирующие их образование. Это удивительно», - говорит Инс.

«Эта работа очень сильно поможет исследователям, изучающим труднополучаемые раковые стволовые клетки, т.к. по сути предлагает обильный их источник», - говорит Вейнберг. «Теперь в лабораториях их можно легко выращивать для использования в экспериментах».

Исследование, опубликованное в журнале «Cancer Cell» 13 августа 2007 года, также рассказывает о перемещениях раковых клеток. Считается, что нормальные клетки постепенно эволюционирует в злокачественную опухоль через серию генетических мутаций. На ранних стадиях изменения наблюдается бесконтрольный рост, впоследствии клетки могут мигрировать и поражать другие ткани. За последние десятилетия значительные усилия были направлены на исследование этих генетических процессов, инициирующих опухоли и метастазы.

Данное исследование говорит о том, что некоторые нормальные клетки более склонны к тому, чтобы стать клетками опухоли и имеют увеличенный метастатический потенциал, когда становятся раковыми. Созданная Инсом питательная среда для выращивания культур клеток способствует росту клеток человеческой груди с высоким потенциалом для создания опухолей и проявления метастазов, в то время как обычные питательные среды не обладают такими сильными свойствами. Хотя эти 2 типа сред и несильно различаются, полученные в них клетки даже после приобретения одинаковых мутаций очень сильно отличаются по своим действиям.

Инс подтвердил это различие, взяв один образец ткани человеческой груди, затем разделив его на 2 части и выращивая клетки в двух разных питательных средах. Затем он изменил две популяции клеток одним и тем же геном, отвечающим за образование опухолей, потом ввел клетки в мышей и наблюдал за результатом. Клетки, выращенные в новой питательной среде, были в 10000 мощнее по действию, как инициаторы опухолей, и только они были способны метастазировать. Таким образом, гены, доселе считавшиеся только инициаторами опухолей, инициировали метастаз, который является главной причиной смерти от рака.

«Тэн продемонстрировал, что определяющий фактор возможного метастаза – особенности обычных клеток груди, которые становятся объектами мутации и отбора», - говорит Вейнберг.

Данное исследование финансировалось Фондом Исследования рака груди и Национальным Институтом здоровья. Авторы: Тэн Инс, Андреа Ричардсон, Джордж Белл, Маки Сайто, Сэмюэль Годар, Антуан Карнуб, Джеймс Иглхарт и Роберт Вейнберг.

Примечание: статья взята из выпуска новостей Института биомедицинских исследований Уайтхеда.

Источник: http://st-cells.com