JCI Insight: потеря Y-хромосомы у мужчин может быть ранним признаком рака

Фото из открытых источников

Рак может проявляться в виде изменений, выходящих за рамки тканей, которые выглядят злокачественными. Согласно новым исследованиям, у мужчин таким следом может быть отсутствующая Y-хромосома в клетках, которые при этом выглядят совершенно нормальными. Это стало неожиданностью в исследовании тканей мужчин, больных раком и не больных им. Результаты исследования были опубликованы в журнале JCI Insight.

Клетки, непосредственно прилегающие к опухолям, демонстрировали большую потерю Y-хромосомы, чем нормальная ткань у мужчин без рака, в то время как в самих опухолях эта потеря была еще больше.

«Больше всего нас удивило то, что потеря Y-хромосомы не ограничивалась самим раком», — сказал соавтор исследования Дэн Теодореску, директор Онкологического центра Университета Аризоны.

Большинство клеток в организме мужчины несут одну X-хромосому и одну Y-хромосому. Иногда при делении клетки потомок теряет Y-хромосому. По мере размножения эти клетки образуют участки ткани, в которых одни клетки несут хромосому, а другие — нет. Исследователи называют это мозаичной потерей Y-хромосомы.

Чтобы выяснить, где именно находятся эти очаги, Теодореску и его коллеги изучили 1000 архивных образцов тканей от 405 мужчин, охватывающих 11 основных органов. С помощью метода флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) удалось визуализировать X- и Y-хромосомы в более чем 4,3 миллионах клеточных ядер. Сравнение двух сигналов позволило исследователям оценить степень потери Y-хромосомы в каждом образце.

Исследователи преобразовали соотношение сигналов в показатель для каждого образца. Этот показатель описывает образец ткани, который может содержать эпителиальные, иммунные и стромальные клетки.

Это не означает, что каждая клетка в образце с низким баллом потеряла свою Y-хромосому. Они проверили этот подход, сравнив его с измерениями активности генов, связанных с Y-хромосомой, в 25 образцах метастатического рака предстательной железы.

В результате образовался градиент. Нормальная ткань у мужчин без рака сохраняла самый сильный Y-сигнал. Ткань, выглядящая нормальной и расположенная непосредственно рядом с опухолью, имела более слабый сигнал.

Сама опухоль демонстрировала самый слабый сигнал. Степень потери сигнала варьировалась в зависимости от типа рака, при этом наибольшая потеря наблюдалась в колоректальных опухолях.

Исследователи изучили как опухолевую ткань, так и соседнюю нормальную ткань одного и того же органа у 49 мужчин: 33 с раком мочевого пузыря, 8 с раком предстательной железы и 8 с другими видами рака. У этих мужчин опухоли демонстрировали большую потерю Y-хромосомы, чем окружающие их ткани.

В целом, ткани органов, расположенных вдали от очагов рака у мужчин, не показали существенных отличий от нормальных тканей у мужчин без рака. Дополнительная потеря тканей была сосредоточена в кажущихся нормальными тканях рядом с опухолями. Это не означает, что клетки, выглядящие нормальными, обязательно станут злокачественными.

«Многие клетки, окружающие опухоли, под микроскопом выглядели совершенно нормальными. Однако, согласно результатам FISH-теста, у них уже начали проявляться признаки потери Y-хромосомы», — сказал Теодореску.

При повторном анализе существующих данных по мочевым пузырям было обнаружено, что активность Y-связанных генов имела тенденцию снижаться от предраковых тканей к инвазивному раку. В отдельной группе образцов мочевого пузыря разница между предраковыми поражениями и инвазивными опухолями у пяти человек лишь немного не дотянула до общепринятого порога статистической значимости. 

Это были разные образцы тканей, исследованные в один и тот же момент, а не одни и те же клетки, за которыми наблюдали по мере развития рака.

В клетках крови потеря Y-хромосомы становится более распространенной с возрастом. В этом исследовании было установлено, что пожилой возраст связан с большей потерей хромосом в нормальных тканях у мужчин с раком, в том числе в органах, расположенных вне опухолей, но не в тканях у мужчин без рака или в опухолях.

Теодореску утверждает, что одно лишь старение не может в полной мере объяснить, почему изменения были особенно заметны рядом с опухолями.

Способствует ли потеря хромосомы развитию рака, или же раковые заболевания благоприятствуют клеткам, которые уже её потеряли? Данное исследование не позволяет различить эти возможности.

«Наше исследование предполагает связь между потерей Y-хромосомы и развитием рака, но само по себе оно не доказывает причинно-следственную связь», — сказал Теодореску.

Он говорит, что исследователям необходимо будет доказать, что преднамеренная потеря Y-хромосомы в клетках повышает вероятность их превращения в раковые, или что предотвращение этой потери снижает вероятность образования раковых клеток. Эти эксперименты позволили бы установить причинно-следственную связь таким образом, каким не могут сделать эти сравнения тканей.

Потенциальное медицинское применение заключается в исследовании тканей, внешне похожих на нормальные, расположенных рядом с опухолями. Если биопсия не выявляет небольшую опухоль, но обнаруживает часть соседней ткани, потеря Y-хромосомы может в конечном итоге подсказать врачам необходимость дальнейшего исследования.

«Возможно, да, хотя это пока остается скорее перспективой на будущее, чем реальным клиническим применением», — сказал Теодореску. В исследовании не проверялось, работает ли такая стратегия биопсии.

Для этого потребуются исследования с наблюдением за пациентами в течение длительного времени. В этих исследованиях также необходимо будет установить, насколько точно данный маркер выявляет рак.

В данной работе использовались небольшие архивные образцы; только 1000 из 2917 собранных образцов прошли проверку качества изображений. Лишь 10 мужчин предоставили образцы нормальной ткани из органа, не связанного с их раком.

Теперь исследователи могут проверить, может ли потеря Y-хромосомы в конечном итоге помочь выявлять рак на ранних стадиях.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний