Ученые идентифицируют белок, который способствует метастазированию в мозг

Ученые определяют белок, который способствует метастазированию в мозг
                Большой кровеносный сосуд (красный) в ткани головного мозга, обработанный экзосомами метастатических клеток мозга (зеленый), иллюстрирующий преимущественное поглощение экзосомами опухолевых клеток эндотелиальными клетками и окружающими периваскулярными клетками в микроокружении мозга (синий). Предоставлено: Гонсало Родригес и доктор Дэвид Лиден.

Белок, который используют рак молочной железы, легких и других видов рака для стимулирования их распространения или метастазирования в мозг, был определен группой, возглавляемой исследователями из Weill Cornell Medicine и нью-йоркскими пресвитерианами. Белок CEMIP теперь будет в центре внимания усилий по прогнозированию, профилактике и лечению метастазов в мозг, которые являются частой причиной смерти от рака.
                                                                                       

В своем исследовании, опубликованном 4 ноября в журнале « Nature Cell Biology», ученые обнаружили, что CEMIP заставляет кровеносные сосуды и резидентные иммунные клетки мозга продуцировать воспалительные молекулы, которые, в свою очередь, поддерживают выживание и прогрессирование раковых клеток с образованием опухолей головного мозга. В лабораторных экспериментах и ​​на моделях на животных удаление CEMIP значительно затрудняло процесс метастазирования в мозг. В тестах на опухолях молочной железы и легких у людей, исследователи связывали высокие уровни CEMIP с высоким риском метастазирования в мозг.

«Наши результаты показывают, что блокирование CEMIP могло бы стать хорошей стратегией для предотвращения или лечения метастазирования в мозг, и что мониторинг уровней CEMIP в первичных опухолях может позволить нам впервые предсказать риск метастазирования в мозг», — сказал соавтор. — старший автор, доктор Дэвид Лиден, профессор Stavros S. Niarchos по детской кардиологии, профессор педиатрии и клеточной биологии и биологии развития в Weill Cornell Medicine.

Подавляющее большинство случаев смерти от рака вызвано не первичными первичными опухолями, которые образуются, а вторичными метастатическими опухолями в жизненно важных органах. Метастазы в мозг являются наиболее смертоносными из них и также относительно распространены, встречаясь примерно у 150 000 — 200 000 больных раком каждый год в Соединенных Штатах. Не было хорошего способа предсказать эти метастазы, не говоря уже о том, чтобы предотвратить или лечить их.

В ходе исследования ученые обнаружили, что CEMIP, белок, ранее связанный с некоторыми видами рака, вырабатывается на высоком уровне путем метастазирования в мозг клеток молочной железы и рака легких человека. CEMIP сконцентрирован на особенно высоких уровнях в «экзосомах» этих клеток, крошечных капсулах, которые секретируются клетками и могут циркулировать в организме и поглощаться другими клетками. Напротив, CEMIP имеет тенденцию продуцироваться на относительно низких уровнях раковыми клетками, которые метастазируют в кости и другие органы.

Ученые определяют белок, который способствует метастазированию в мозг
                Микроскопия показывает, что основными типами клеток, которые занимают опухолевые экзосомы в ткани мозга, являются эндотелиальные клетки (красные) и микроглия (зеленые), которые часто находятся в непосредственной близости от кровеносных сосудов. Предоставлено: Гонсало Родригес и доктор Дэвид Лиден.

Команда обнаружила доказательства того, что CEMIP-содержащие экзосомы из первичных опухолей молочной железы и легких поглощаются главным образом эндотелиальными клетками, которые образуют кровеносные сосуды в головном мозге, и соседними резидентными мозговыми иммунными клетками, называемыми клетками микроглии. Белок вызывает изменения в этих клетках, включая увеличение производства воспалительных молекул, которые ранее были связаны с метастазированием.

«Даже когда мы удалили ген CEMIP из раковых клеток, обеспечение CEMIP через экзосомы восстановило молекулярную среду в ткани мозга, которая позволила раковым клеткам колонизировать эту ткань», — сказал первый автор Гонсало Родригес, доктор философии. студент, в котором учатся д-р Лиден и д-р Мария де Соуза, почетный профессор Университета Порту в Португалии и адъюнкт-профессор педиатрии в медицине Вейля Корнелла. Доктор де Соуза также является соавтором исследования.

В отсутствие CEMIP, ученые обнаружили, что клетки из клеток, склонных к метастазированию в мозг, не могли колонизировать мозговую ткань в нормальных условиях в экспериментах по культуре тканей и на моделях на животных.

Соавтор д-р Дэвид Писапия, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины в Weill Cornell Medicine и патолог в NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, исследовал более 300 образцов первичных и метастатических опухолей молочной железы и легких больных раком, и обнаружили, что первичные опухоли, связанные с метастазами в мозг, имели тенденцию иметь гораздо более высокие уровни CEMIP по сравнению с первичными опухолями, связанными с костными или другими метастазами, или вообще не имели метастазов. Исследователи связывают более высокую продукцию CEMIP в первичной опухоли с более быстрым прогрессированием метастазирования в мозг, в то время как более высокая продукция CEMIP в метастазах в головном мозге коррелирует с более коротким временем выживания для пациентов.

Результаты показывают, что уровень CEMIP в биопсии опухолевой ткани и экзосом может быть полезным биомаркером риска метастазирования в мозг. «Как это ни парадоксально, из-за улучшенных методов лечения и продолжительного времени выживания у постоянно растущей доли пациентов развиваются метастазы в мозг, где опухолевые клетки, защищенные гематоэнцефалическим барьером,» прячутся «от методов лечения. Поэтому было бы здорово иметь инструмент для выявления пациентов, которые подвергаются наибольшему риску развития метастазов в мозгу после стандартных методов лечения «, — сказал д-р Лиден, который также является членом онкологического центра Сандры и Эдварда Мейеров и Института здоровья детей Гейла и Ира Друкиер в Вейле Корнелл Медицина.

Leave A Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *