Несмотря на огромные достижения в медицине, опухоли сложно вылечить, потому что они состоят из гетерогенных клеток. Другими словами, как и человеческие семьи, отдельные клетки опухоли имеют некоторые общие черты и характеристики, но по мере роста опухоли клетки также развивают свою собственную идентичность. В результате одни клетки более устойчивы к терапии, чем другие, и быстрее адаптируются и изменяются.
Команда исследователей из инженерной школы Кокрелла и колледжа естественных наук в Остине, в том числе научного сотрудника по интегративной биологии Кейтлин Джонсон, разработала новый способ пометки опухолевых клеток, чтобы выяснить, как они развиваются и изменяются с течением времени, чтобы противостоять лечению рака. В первую очередь они изучали хронический лимфоцитарный лейкоз (ХЛЛ), но эти результаты могут помочь исследователям узнать больше обо всем спектре раковых опухолей.
«Это технология, которая позволяет воспроизвести эволюционную историю опухоли», – сказала Эми Брок, доцент кафедры биомедицинской инженерии Кокрелловской школы и соавтор новой статьи, опубликованной в журнале Nature Cancer. “Мы можем собрать эти предварительно резистентные клетки и вернуться и посмотреть, что с ними произошло. Мы можем попробовать множество параллельных методов лечения и измерить, как конкретные клетки реагируют, а какие остаются.”
Возможность существенно «помечать» нуклеиновые кислоты – генетическую информацию клетки, такую как РНК или ДНК, – для их мониторинга не является совершенно новой технологией. Однако текущие возможности не дают полной картины того, как развиваются опухолевые клетки. Эта платформа, известная как ClonMapper, может делать то, что раньше было невозможно, – это оглядываться назад и отслеживать, как опухолевые клетки меняются с течением времени. Это дает исследователям возможность посмотреть, какие клетки «побеждают» менее устойчивые, продолжают клонировать себя и делают опухоль более опасной. Выделяя эти клетки, исследователи могут лучше проверить, какие методы лечения действуют против них, а какие нет.
Отслеживание изменений с течением времени является ключом к успешному лечению переноса. Опухолевые клетки приспосабливаются к лечению и становятся устойчивыми. Вот почему у пациентов может наступить ремиссия, но позже наступит рецидив.
«Это одна из причин, по которой лечение рака так сложно – у нас нет хороших способов заранее предсказать, какие клетки будут чувствительны к определенному типу лекарства, а какие – устойчивы», – сказал Брок. “Эта приобретенная резистентность является основной причиной неудач лечения многих онкологических больных.”
ХЛЛ – это В-клеточное злокачественное новообразование низкой степени, за которым часто наблюдают в течение месяцев или даже лет, прежде чем оно потребует активного лечения. Этот стиль лечения «наблюдай и жди» в значительной степени зависит от точного наблюдения за пациентом. В исследовании ClonMapper сосредоточился на определении того, какие клетки клонировали себя, как быстро происходит этот процесс и как он влияет на скорость роста окружающих клеток с течением времени. Это позволило провести гораздо более точный анализ популяции клеток и может дать возможность более индивидуализированных планов лечения для пациентов.
Исследование ClonMapper возглавляли исследователи из Университета штата Калифорния в Остине и Института рака Дана-Фарбер, Гарвардской медицинской школы и Института Броуда Гарварда и Массачусетского технологического института. В команду UT Austin также входят представители школы Кокрелла и колледжа естественных наук Азиза М. Аль’Хафаджи, Эрик Бреннер и Рассел Э. Durrett.
Команда UT Austin в настоящее время развертывает ClonMapper для изучения нескольких различных типов рака. Лаборатория Брока недавно получила финансирование от Национального института рака для изучения рака груди и постоянно сотрудничает с Медицинской школой Dell, занимающейся лечением колоректальной карциномы.