Странная закономерность может объяснить загадочное происхождение рака мозга

Фото из открытых источников

Не все области вашего мозга одинаково подвержены раку. За многие десятилетия лечения рака головного мозга врачи заметили закономерности: некоторые опухоли неизменно возникают в определенных областях мозга. Например, агрессивные глиобластомы часто встречаются в полушариях головного мозга, тогда как медуллобластомы у детей, как правило, возникают в мозжечке.

Ученые давно подозревали, что некоторые ткани мозга могут быть просто более уязвимы для рака, чем другие, — но почему именно это происходит, оставалось неясным. Теперь же группа исследователей обнаружила в мозге плодовых мушек зацепку, которая может помочь в будущем разработать методы лечения некоторых из наиболее тяжелых форм рака мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Мутации, связанные с раком, постоянно происходят в нашем организме, но большинство из них никогда не становятся опасными, потому что организм обнаруживает и удаляет эти аномальные клетки», — говорит онколог Луиза Ченг из Онкологического центра Питера МакКаллума в Австралии. «Нам хотелось понять, почему некоторые клетки избегают этого процесса и развиваются в опухоли, особенно в определенных областях мозга».

В отличие от многих других тканей организма, живой человеческий мозг сложно изучать экспериментально по мере развития заболевания. Тщательное клиническое наблюдение и изучение донорской ткани мозга дали много информации, но многое еще предстоит узнать.

Удивительный аналог можно найти у скромной плодовой мухи (Drosophila).

Может показаться, что у людей и насекомых мало общего, но мозг мух подчиняется многим тем же правилам развития, что и человеческий мозг, а центральная нервная система дрозофилы является хорошо зарекомендовавшей себя моделью для исследования того, как клетки ведут себя и изменяются в человеческом мозге.

Чтобы выяснить, почему одна и та же мутация, вызывающая рак, может вести себя по-разному в разных частях мозга, исследователи отредактировали гены плодовых мушек, изменив белки, участвующие в поддержании идентичности клеток мозга. В результате зрелые нейроны у плодовых мушек превратились в стволоподобные клетки, которые начинают бесконтрольно делиться.

Это проверенный метод индукции опухолеподобного роста у мух, и вскоре у насекомых развились разрастающиеся массы аномальных нервных клеток.

Но затем выявилась странная закономерность.

Хотя аномальные стволоподобные клетки появлялись по всей центральной нервной системе мухи, настоящие опухоли сохранялись лишь в некоторых областях мозга.

Это наводит на мысль о возможном различии между областями мозга, уязвимыми для рака, и областями, где он не развивается.

В ходе предыдущих исследований был идентифицирован белок под названием Chinmo , который помогает контролировать развитие стволоподобных клеток.

Когда исследователи изучили уровни Chinmo в нервной системе, они обнаружили нечто подозрительное.

В центральной части головного мозга и вентральном нервном стволе, где появлялись опухоли, аномальные клетки содержали Chinmo… но в зрительных долях, где опухоли не развивались, Chinmo также отсутствовал.

Следующим шагом стало преднамеренное снижение уровня Chinmo в областях, подверженных образованию опухолей, а в отдельном эксперименте — повышение его уровня в зрительных долях.

Результаты оказались поразительными.

Там, где активность препарата Chinmo была снижена, развитие опухолей резко остановилось; но там, где она была повышена, аномальные клетки начали расти там, где раньше их не было.

«Мы обнаружили, что можем изменить судьбу клеток, несущих точно такую же мутацию, включив или выключив Chinmo», — говорит Ченг. «Наши результаты показывают, что образование опухолей зависит не только от самой мутации, но и от окружающей среды и стадии развития клеток, в которых эта мутация происходит».

У людей нет синдрома Чинмо, поэтому полученные результаты не являются точной копией друг друга.

Однако исследование предполагает, что могут существовать определенные биологические причины, по которым опухоли чаще возникают в одних частях мозга, чем в других, и что у людей могут быть схожие белки, влияющие на восприимчивость к раку аналогичным образом.

«Понимание этих факторов позволяет нам рассматривать образование рака не только с точки зрения мутаций у человека», — говорит Ченг. «Если мы сможем определить условия, которые позволяют мутировавшим клеткам превращаться в опухоли, мы, возможно, сможем целенаправленно воздействовать на эти условия терапевтически и предотвратить развитие рака».