На снимке-сканирование среза мозга, показывающее опухоль глиобластомы (темно-синего цвета).
Одной из наиболее агрессивных форм рака головного мозга является глиобластома, которая имеет низкую выживаемость и трудно поддается лечению. Одним из видов глиобластомы является митохондриальный рак мозга. Этот тип полагается на сверхактивные митохондрии, чтобы расти и распространяться.
Новые исследования в клеточных культурах показали, что этот тип глиобластомы может реагировать на лечение препаратами, ингибирующими митохондрии.
Это открытие может в конечном итоге открыть новые возможности для лечения рака мозга.
Глиобластома - наиболее агрессивная форма рака головного мозга, медиана выживаемости которой составляет всего 15 месяцев после постановки диагноза.
Этот тип рака трудно поддается лечению, но новое исследование дает надежду на то, что существующий класс лекарств может оказаться эффективным у людей с определенным типом рака.
Исследователи обнаружили, что до 20% глиобластом имеют сверхактивные клеточные электростанции (митохондрии), которые питают их своей энергии.
Этот тип глиобластомы связан с несколько более длительным временем выживания, и его зависимость от топлива, вырабатываемого митохондриями, может сделать его особенно уязвимым для лекарств, которые ингибируют эти структуры.
Ученые обнаружили, что митохондрии гиперактивны в подгруппе глиобластомы. Они также обнаружили, что препараты, ингибирующие митохондрии, оказывают мощное противоопухолевое действие на культуры клеток, растущих в лаборатории.
Исследование, которое провели ученые из Медицинского центра Колумбийского университета в Нью — Йорке, теперь опубликовано в журнале Nature Cancer.
В последующей работе, которая еще не опубликована, ученые показали, что препараты также эффективны против этого типа глиобластомы у мышей. Тот же класс лекарств проходит клинические испытания на людях с редкой генетической мутацией.
“Теперь мы можем расширить клинические испытания на гораздо большую группу пациентов, потому что мы можем идентифицировать пациентов с митохондриальными опухолями, независимо от лежащей в их основе генетики”, говорит соруководитель исследования доктор Антонио Иавароне, профессор неврологии. Доктор Анна Ласорелла, профессор педиатрии, является другим соруководителем исследования.
При других видах рака, особенно при раке молочной железы, проверенные системы точной классификации опухолей на подтипы привели к разработке эффективных методов лечения.
Однако при глиобластоме стандартная методика классификации опухолей — то есть основанная на активности их генов не выявила уязвимостей, которыми могли бы воспользоваться ученые.
” Мы считаем, что одна из причин, по которой терапевтический прогресс в лечении рака мозга был таким медленным, заключается в том, что у нас нет хорошего способа классифицировать эти опухоли", - говорит доктор Иавароне.
Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи использовали последние технологические достижения, которые позволили охарактеризовать биологическую активность тысяч отдельных клеток одной опухоли.
В дополнение к анализу генетических мутаций и генной активности каждой клетки они также выявили другие модификации ее генома, которые влияют на белки и некодирующие РНК, которые она производит.
Этот недавно разработанный подход, названный мультиомикой, дал огромное количество данных, которые ученые могли прогнать через компьютерную программу, чтобы определить основные биологические пути, определяющие конкретные клетки.
“Таким образом, мы можем классифицировать каждую отдельную опухолевую клетку на основе реальной биологии, которая их поддерживает”, - объясняет доктор Иавароне.
Команда использовала мультиомику для характеристики биологии 17 367 отдельных клеток из 36 различных опухолей глиобластомы. В результате этого анализа появились четыре различных типа клеток, включая митохондриальный подтип.
Индивидуальные процедуры
Исследователи обнаружили, что в каждой опухоли преобладают клетки одного из четырех подтипов. Предположительно, опухоль возникла из одной клетки, которая начала бесконтрольно быстро делиться, и некоторые из ее клеток, возможно, приобрели изменения, в то время как некоторые, возможно, стали более распространенными.
В принципе, если врачи могут классифицировать тип глиобластомы у пациента, они могут адаптировать лечение, чтобы нарушить его уникальную биологию.
"Существующие классификации рака мозга не информативны. Они не предсказывают результаты; они не говорят нам, какие методы лечения будут работать лучше всего", - говорит доктор Ласорелла.
“Мы в восторге от митохондриальной группы, потому что у нас уже есть препараты для этой группы в клинических испытаниях, - добавляет она, - но классификация теперь дает нам идеи, как нацелиться на эти три другие группы, и мы начинаем исследовать их более интенсивно.”
Классификация опухолевых клеток в соответствии с их основной биологической активностью, которую разделяют все клетки, может выявить, что различные виды рака имеют больше общего, чем было ранее очевидно при рассмотрении отдельных генов.
Если это так, говорит доктор Ласорелла, лекарства, которые лечат митохондриальный рак мозга, могут также лечить митохондриальные типы рака легких, например. - Мы выходим за рамки одной мутации, одной концепции лекарства.”
- Пришло время нацелиться на опухоли, основанные на общих чертах их основной биологии, которые могут быть вызваны несколькими различными генетическими комбинациями.”