Подобно тому, как инвазивному сорняку для роста может потребоваться богатая питательными веществами почва и вода, многие раковые заболевания зависят от правильного окружения в организме. Микроокружение опухоли – близлежащие ткани, иммунные клетки, кровеносные сосуды и внеклеточный матрикс – давно известно, что они играют роль в росте опухоли.
Теперь ученые Солка выяснили, как сигналы из этой микросреды стимулируют рост опухолей поджелудочной железы, изменяя их метаболизм. Они сообщили в Proceedings of the National Academy of Sciences за неделю от 16 января 2017 года, что блокирование вовлеченных путей может замедлить рост рака поджелудочной железы.
«Рак поджелудочной железы – смертельное заболевание, и вопрос о том, как он взаимодействует с микросредой, очень мало изучен», – говорит старший автор Рональд Эванс, директор Лаборатории экспрессии генов Солка, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза и председатель Марша десятицентовиков. в молекулярной биологии и биологии развития. “Наши результаты открывают много возможностей для будущих исследований.”
Рак поджелудочной железы имеет худшую пятилетнюю выживаемость среди всех крупных онкологических заболеваний и, как ожидается, станет второй ведущей причиной смерти от рака к 2030 году. Он известен своей устойчивостью как к химиотерапии, так и к новым видам иммунотерапии, говорит Эванс, подчеркивая важность новых парадигм лечения.
Предыдущие исследования показали, что сигналы, исходящие от окружающих стромальных клеток, включают как поддерживающие сигналы, которые помогают опухолям поджелудочной железы расти, так и подавляющие сигналы, которые пытаются бороться с раком. Чтобы конкретно понять, как раковые клетки поджелудочной железы используют любые поддерживающие сигналы, команде Эванса сначала пришлось придумать метод, имитирующий рост раковых клеток поджелудочной железы, так тесно интегрированный со стромой.
«Мы разработали систему культивирования, чтобы мы могли выращивать человеческие клетки поджелудочной железы в трехмерной системе как в присутствии, так и в отсутствие стромальных сигналов», – говорит первый автор Мара Шерман, в прошлом научный сотрудник Salk, занимающийся постдокторским исследованием, теперь в Oregon Health & Science. Университет.
Исследователи обнаружили, что когда присутствовали стромальные сигнальные молекулы, выделенные от пациентов или созданные в лаборатории, метаболизм раковых клеток поджелудочной железы изменялся. Различались не только уровни метаболических соединений, но и увеличилась экспрессия определенных генов, участвующих в метаболизме, и был изменен эпигеном клеток – молекулярные маркеры на ДНК, которые изменяют экспрессию генов в более широком масштабе.
«Опухоль, по сути, взламывает эту стромальную микросреду и захватывает то, что ей нужно для ускорения метаболизма», – говорит Майкл Даунс, старший научный сотрудник Солка, участвовавший в исследовании.
Чтобы попытаться заблокировать этот «взлом» микросреды раковыми клетками, команда обратилась к препарату под названием JQ1, который, как известно, блокирует изменения эпигенома, которые они наблюдали. Действительно, когда JQ1 был добавлен в систему 3D-культивирования, он обратил вспять генетические изменения в раковых клетках поджелудочной железы, вызванные стромальными сигналами. Более того, когда мышей с опухолями поджелудочной железы лечили JQ1, рост опухоли замедлялся.
Необходима дополнительная работа, чтобы выяснить, может ли JQ1 или аналогичные соединения сокращать или замедлять рост опухолей поджелудочной железы у людей и какие другие пути в раковых клетках могут реагировать на микросреду опухоли, но полученные данные открывают путь для этого исследования.