Могут ли стволовые клетки вызвать рак и вылечить его?

Развитие рака обусловлено возникновением мутаций в онкогенах, трансформирующих нормальные клетки в опухолевые, что приводит к аномальному клеточному росту. На протяжении десятилетий заветной целью медицинской науки было выяснить причины возникновения этих генетических мутаций. По мнению исследователей из Института Бионаук и Технологий при Техасском Научном Центре Здоровья A&M (Texas A&M Health Science Center Institute of Biosciences and Technology, США), они обнаружили одну из причин возникновения таких мутаций. Согласно результатам их исследования, опубликованным в журнале Journal of Biological Chemistry, это связано с процессом обмена информацией между стволовыми клетками.

Исследователи Фен Ванг (Fen Wang) и Уоллес МакКиан (Wallace McKeehan) из Texas A&M изучали семейство белков FGF (fibroblast growth factor), участвующее во взаимодействии между клетками. Результаты исследования показали, что нарушения в каком-либо органе передачи и приема клетками этих белков могут активировать «спящие» стволовые клетки, что приведет к развитию рака.

«На протяжении десятилетий белки из семейства FGF были забыты крупными фармацевтическими компаниями, поскольку их роль в клетках очень сложна», – говорит Ванн, директор Центра Рака и Биологии Стволовых Клеток при Texas A&M (Texas A&M Center for Cancer and Stem Cell Biology, США).

Теория раковых стволовых клеток

Результаты исследования, проведенного при поддержке Национальных Институтов Здоровья (National Institutes of Health, США) и Техасского Института Исследования и Профилактики Рака (Cancer Prevention and Research Institute of Texas, США), свидетельствуют в пользу существующей теории развития рака, которая связывает его развитие со стволовыми клетками. Многочисленные исследования показали, что в пределах одного очага злокачественной ткани раковые клетки не гомогенны. Кроме того, исследователи часто находят раковые стволовые клетки в тканях опухоли, и многие считают, что эти клетки являются ключом к предотвращению возникновения и рецидива рака.

Каждый орган в организме имеет свои специфичные стволовые клетки, которые контролируют его развитие и рост путем пополнения поврежденных или состарившихся клеток, а также участвуют в регенерации тканей.

Исследователи полагают, что раковые стволовые клетки могут вызвать размножение и рост клеток в опухолевой ткани. Злокачественные стволовые клетки, скрывающиеся в опухолевой ткани от противораковых лекарственных препаратов, таргетно воздействующих на пролиферацию клеток, могут быть причиной рецидива заболевания после операции по удалению первичной опухоли или после использования других методов лечения рака.

Некоторые случаи рака молочной железы и предстательной железы способствовали развитию теории раковых стволовых клеток. Часто спустя годы после удаления органа или злокачественных тканей, когда пациента уже считают излечившимся от рака, опухоль молочной железы или предстательной железы может снова возникнуть в других органах. Это говорит о том, что рак успел метастазировать до того момента, как он был диагностирован. Причиной этому могут быть раковые стволовые клетки.

Роль белка FGF в передаче информации между нормальными клетками

Почти каждая клетка в организме экспрессирует белок FGF, но существует 22 различных типа этого белка, и ученые пытались понять их роль в передаче информации между клетками. До недавнего времени оставалось не известным, каким образом каждый белок FGF продуцируется клетками-экспрессорами и принимается клетками-реципиентами.

Исследовательская команда из Texas A&M проследила жизненный цикл нескольких поколений клеток, чтобы получить представление о нормальных сигнальных путях белка FGF и узнать, что происходит при нарушении процесса передачи и приема этого белка между клетками.

По словам Ванга, важно понять, как белок FGF работает в нормальных и раковых стволовых клетках.

Роль белка FGF в функционировании раковых стволовых клеток

Результаты недавних исследований показали, что белок FGF играет ведущую роль в развитии рака молочной и предстательной железы, поэтому ученые решили исследовать функцию этого белка.

Ванг и МакКиан обнаружили сигнальные пути белка FGF, которые активируют стволовые клетки или поддерживают их в «спящем» состоянии. Эти данные имеют ключевое значение для разработки будущих методов терапии рака.

«Если мы поймем, как сохранить эти клетки в спящем состоянии, то, несмотря на то, что человеку, возможно, придется жить с раковыми стволовыми клетками в организме, мы сможем предотвратить рецидив рака», – говорит Ван. По его словам, именно эти процессы пытаются исследовать ученые и, по его мнению, это – основа для будущих методов терапии рака.

Исследователи сравнили нарушение сигналинга FGF между клетками с игрой в «испорченный телефон». Неправильный сигналинг FGF активирует находящиеся в спящем состоянии стволовые клетки в органе, что приводит к нарушению сигналинга между другими клетками в той же системе. Это позволяет раковым стволовым клеткам размножаться и распространяться, воздействуя на другие системы в организме.

Хотя исследование Ванга и МакКиана является специфичным для стволовых клеток рака предстательной железы и самого рака предстательной железы, полученные результаты можно применить и к опухолям других органов. «Существующие методы лечения рака, как, например, химиотерапия и облучение, таргетно воздействуют только на активно пролиферирующие раковые клетки», – говорит Ванг. По его мнению, если ученые разработают способ, позволяющий контролировать переход раковых клеток из состояния покоя в состояние активности, то они смогут вылечить рак. Несмотря на то, что подобные исследования еще находятся на очень ранних стадиях, по его мнению, у специалистов есть надежда на то, что они достигнут своей цели.

По материалам Texas A&M University

Литература:
1. Yanqing Huang, Tomoaki Hamana, Junchen Liu, Cong Wang, Lei An, Pan You, Julia Y. F. Chang, Jianming Xu, Chengliu Jin, Zhongying Zhang, Wallace L. McKeehan, Fen Wang. Type 2 Fibroblast Growth Factor Receptor Signaling Preserves Stemness and Prevents Differentiation of Prostate Stem Cells from the Basal Compartment.Journal of Biological Chemistry, 2015; 290 (29): 17753 DOI:10.1074/jbc.M115.661066
2. Yanqing Huang, Tomoaki Hamana, Junchen Liu, Cong Wang, Lei An, Pan You, Julia Y. F. Chang, Jianming Xu, Wallace L. McKeehan, Fen Wang. Prostate Sphere-forming Stem Cells Are Derived from the P63-expressing Basal Compartment. Journal of Biological Chemistry, 2015; 290 (29): 17745 DOI: 10.1074/jbc.M115.661033