Спящие клетки рака груди нашли свои «убежища»: ученые приблизились к созданию терапии против рецидивов

Несмотря на значительные успехи современной онкологии, рак груди остается одной из наиболее сложных форм злокачественных опухолей. Одной из главных причин повторного развития заболевания считается существование так называемых спящих раковых клеток, которые способны переживать лечение, длительное время оставаться неактивными, а затем вновь запускать рост опухоли. Новое исследование британских ученых позволило значительно приблизиться к пониманию того, где именно скрываются такие клетки и каким образом им удается избегать воздействия лекарственных препаратов.

Специалисты из Имперского колледжа Лондона, Лаборатории медицинских наук MRC и Университетского колледжа Лондона создали детальную пространственную карту тканей опухоли молочной железы. Используя современные методы молекулярной биологии и биоинформатики, исследователи впервые подробно показали, какие клетки окружают спящие опухолевые клетки и каким образом формируется их своеобразное защитное микроокружение. Результаты работы опубликованы в журнале Genome Medicine.

Опухоль представляет собой сложную экосистему, в которой одновременно присутствуют быстро делящиеся раковые клетки, иммунные клетки, кровеносные сосуды, соединительная ткань и множество других компонентов. Долгое время считалось, что основную опасность представляют именно активно размножающиеся клетки, однако сегодня становится очевидно, что не меньшую угрозу несут клетки, временно прекратившие деление.

Такие клетки находятся в состоянии покоя, практически не размножаются и поэтому остаются малозаметными для большинства противоопухолевых препаратов. Именно эта особенность позволяет им переживать курсы химиотерапии, после чего спустя месяцы или даже годы вновь активироваться. В результате у пациента может возникнуть рецидив заболевания или появиться отдаленные метастазы.

Ученые сравнивают это состояние с зимней спячкой животных. Когда внутри опухоли ухудшается снабжение кислородом и питательными веществами либо возникает другой стресс, часть клеток словно "замирает", существенно снижая свою активность. После исчезновения неблагоприятных условий они способны вновь перейти к активному росту.

Чтобы изучить подобные процессы максимально подробно, исследователи объединили сразу несколько современных технологий. Они использовали секвенирование РНК отдельных клеток, позволяющее определить активность тысяч генов в каждой клетке, а также пространственную транскриптомику — метод, который показывает точное расположение клеток внутри опухоли и их взаимодействие с ближайшими соседями.

Такой подход позволил создать практически трехмерную карту опухолевой ткани и проследить закономерности распределения различных клеточных популяций.

Оказалось, что спящие клетки редко располагаются случайно. Практически всегда рядом с ними находятся определенные виды иммунных клеток — CXCL10-положительные макрофаги, а также особые фибробласты, связанные с опухолью. Именно эти клетки, по мнению авторов работы, формируют своеобразную защитную нишу.

Исследователи предполагают, что подобное микроокружение может выполнять сразу несколько функций: ограничивать проникновение противоопухолевых препаратов, препятствовать работе иммунных клеток, уничтожающих рак, поддерживать благоприятные условия для длительного выживания спящих клеток и помогать им сохранять способность к последующему восстановлению роста.

Особый интерес вызвало еще одно наблюдение. Клетки, обладающие признаками устойчивости к лечению, были обнаружены еще до начала какой-либо терапии. Это означает, что некоторые механизмы лекарственной устойчивости могут формироваться не как ответ на лечение, а существовать внутри опухоли с самых ранних этапов ее развития.

Кроме того, подобные клетки присутствовали не только в медленно растущих опухолях, но и при агрессивных формах рака груди. Это меняет существующие представления о биологии заболевания, поскольку ранее состояние покоя чаще связывали именно с менее активными опухолями.

Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на проблему лечения рака груди. Большинство современных схем химиотерапии ориентировано на быстро делящиеся клетки, поскольку именно они наиболее чувствительны к противоопухолевым препаратам. Однако клетки, находящиеся в состоянии покоя, могут практически не реагировать на такую терапию, оставаясь жизнеспособными.

Исследование показывает, что внутри одной опухоли существуют участки с принципиально разной биологией. Одни области активно растут и делятся, другие находятся в своеобразном режиме ожидания. Вероятно, для успешного лечения потребуется использовать комбинированные схемы, которые одновременно воздействуют на обе популяции клеток.

Дополнительный анализ выявил, что в районах расположения спящих клеток значительно активнее работает система комплемента — важная часть врожденного иммунитета. Это открывает возможность разработки новых лекарственных препаратов, способных воздействовать именно на такие участки опухоли. Кроме того, перспективным направлением может стать влияние на клетки микроокружения, которые поддерживают существование защитной ниши.

Пока исследователи не могут однозначно ответить на вопрос, что возникает раньше: окружающие клетки заставляют опухоль перейти в состояние покоя или сами раковые клетки изменяют окружающую ткань, формируя для себя безопасное убежище. Вероятнее всего, оба процесса взаимно усиливают друг друга, создавая устойчивую систему, позволяющую опухоли выживать.

Подобные исследования становятся возможными благодаря развитию пространственной биологии — одного из наиболее быстро развивающихся направлений современной медицины. Если раньше ученые могли изучать только отдельные клетки, то теперь появляется возможность увидеть всю архитектуру опухоли и понять, каким образом различные типы клеток взаимодействуют между собой.

Авторы работы подчеркивают, что пока полученные результаты требуют экспериментального подтверждения, однако уже сейчас они открывают новые перспективы для разработки персонализированной терапии. В будущем лечение может подбираться не только по молекулярному типу опухоли, но и с учетом распределения активных и спящих клеток внутри нее.

Для пациентов это особенно важно, поскольку именно рецидивы остаются одной из главных причин смертности при раке груди. Если удастся научиться выявлять и уничтожать клетки, способные годами сохраняться в организме, вероятность повторного развития заболевания может существенно снизиться.

Исследование также подтверждает важную тенденцию современной онкологии: эффективная борьба с опухолью требует воздействия не только на сами раковые клетки, но и на окружающую их микросреду. Разрушение защитных механизмов, которыми пользуются спящие клетки, может стать одним из ключевых направлений создания новых противоопухолевых препаратов в ближайшие годы.

По мнению специалистов, сочетание классической химиотерапии, иммунных препаратов и средств, воздействующих на микроокружение опухоли, способно значительно повысить эффективность лечения и приблизить медицину к более надежному контролю над раком груди, уменьшив риск поздних рецидивов и появления метастазов.