Глиобластома – самая распространенная злокачественная опухоль головного мозга у взрослых. Ежегодно этот тип рака заболевает примерно пять из 100 000 человек. Диагноз равносилен смертному приговору: даже после хирургической резекции с последующей лучевой и химиотерапией глиобластома убьет пациента через несколько месяцев. Это потому, что опухоль неизменно возвращается после лечения и в более агрессивной форме, чем раньше.

Исследователи, изучающие ткань глиобластомы, всегда обнаруживают внутри опухоли иммунные клетки. Поэтому они давно подозревали, что эти клетки усиливают опухоль, а не борются с ней. Команда под руководством доктора Гаэтано Гарджуло из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка Ассоциации Гельмгольца (MDC) предоставила прямые доказательства этого

.

Мы разработали новую технологию, которая позволяет нам визуализировать на молекулярном уровне, как клетки врожденного иммунитета в конечном итоге защищают опухолевые клетки, а не тело ».

Д-р. Гаэтано Гарджуло, Центр молекулярной медицины Макса Дельбрюка, Ассоциация Гельмгольца (MDC)

Исследователи сгенерировали / создали молекулярные репортеры, которые производят флуоресценцию в клетке, если эта клетка выполняет сложные программы, такие как программы, изменяющие идентичность клетки. Они опубликовали свои выводы в журнале Cancer Discovery . Ведущими авторами являются Маттиас Юрген Шмитт, Carlos Company и Юлия Драмарецкая – все докторанты в лаборатории молекулярной онкологии Гарджуло. Группа сотрудничала с учеными из Нидерландского института рака, Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене и Испанского национального центра исследования рака.

Глиобластома, ранее известная как мультиформная глиобластома, представляет собой высоко гетерогенную опухоль. Лекарства, которые успешно используются для лечения некоторых форм рака кишечника или груди, бессильны против глиобластомы.

«Это во-первых, потому что большинство противораковых препаратов не могут проникнуть через гематоэнцефалический барьер», – говорит Гарджуло. Гематоэнцефалический барьер – это сложный набор клеточных и молекулярных каналов, который регулирует доступ веществ из циркулирующей крови к мозговой ткани. Он предотвращает попадание веществ, которые не принадлежат центральной нервной системе, в мозг через капилляры. Это, безусловно, одна из причин, почему до сих пор можно было одобрить только один препарат для химиотерапии пациентов с глиобластомой, и в конечном итоге он вскоре перестает работать.

Основа для разработки новых лекарств

Во-вторых, не все раковые клетки одинаковы. Клетки, которые вызывают глиобластому, делятся на несколько молекулярных подтипов. Состав со временем меняется. Особенно это касается рецидива – когда опухоль возвращается после лечения. В этих случаях клетки часто переходят в наиболее агрессивный из подтипов, который более смертоносен, чем другие. «Лучшее понимание идентичности подтипа глиобластомы и того, что вызывает их изменения, могло бы стать руководством для разработки новых и более эффективных методов лечения», – говорит Маттиас Шмитт

Это требует от исследователей точного понимания биологии опухоли – того, как она регулирует свой рост и как взаимодействует с соседними клетками. Гарджуло и его команда нашли инструмент, который позволяет им понять эти клеточные процессы. «В геноме опухолевых клеток мы идентифицировали регуляторы, которые программируют сигнатуру каждого подтипа», – говорит Юлия Драмарецкая. «Затем мы превратили эти короткие сегменты ДНК в молекулярные репортеры, которые флуоресцируют при изменении клеток». Они также показывают, что вызвало изменение – например, иммунные клетки, лекарства или ионизирующее излучение.

Универсальная технология

«Молекулярные репортеры теперь могут помочь нам понять, как не дать иммунным клеткам сделать опухолевые клетки более агрессивными», – говорит Гарджуло, объясняя планы будущих исследований. «Возможно, мы можем также побудить их задействовать другие иммунные клетки, которые помогут им бороться с опухолью»

Технология уже запатентована, и планируется создать дочернее предприятие, которое будет ее развивать. «Это полезно не только при глиобластоме», – говорит Carlos Company. «Это потенциально применимо ко многим другим биологическим системам». Одно из самых современных применений, о котором упоминает Гарджуло, – это исследование COVID-19. Ученые MDC планируют использовать его для разработки тестов, которые на очень ранней стадии покажут, атакует ли вирус ткань легких. Они могли бы исследовать комбинации лекарств, чтобы увидеть, останавливают ли они патоген от репликации в клетках и вызывают ли противовирусный ответ. Этот метод также может помочь понять, как и почему лекарства действуют против COVID-19.