С помощью генетической уловки исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета превратили нормальные клетки кожи в раковые стволовые клетки, что упростит изучение этих редких от природы клеток.
Считается, что раковые стволовые клетки вызывают рак, и поэтому они являются мишенями любой противораковой терапии, которая должна их убить, чтобы быть эффективной. Однако понимание этих клеток было проблемой, потому что они редки, их трудно изолировать и плохо растут в лаборатории.
Говард Чанг, доктор медицинских наук, доцент дерматологии и старший автор работы, сказал, что способность генерировать раковые стволовые клетки из нормальных клеток поможет продвинуть это исследование вперед. "В результате может существовать способ прямого создания раковых стволовых клеток в лаборатории, поэтому вам не всегда нужно очищать эти редкие клетки от пациентов, чтобы изучать их напрямую," он сказал. Работа будет опубликована в выпуске Cell Stem Cell от 10 апреля.
Исследование также показало, что раковые стволовые клетки гораздо больше похожи на стволовые клетки, обнаруженные в эмбрионах, которые могут развиваться с образованием всех типов тканей, чем на стволовые клетки взрослых с более ограниченными возможностями. Это открытие имеет важное значение для понимания того, как клетки перестают работать, когда становятся злокачественными.
Раковые стволовые клетки были впервые обнаружены в 1994 году исследователями из Университета Торонто. В 2003 году доктор философии Майкл Кларк, работавший в то время в Мичиганском университете, обнаружил раковые стволовые клетки в первой солидной опухоли, в данном случае – в раке груди, что показало, что концепция раковых стволовых клеток не ограничивается раком крови. Кларк с тех пор переехал в Стэнфорд, где он является Карелом Х. и Avice N. Бикхуис, профессор биологии рака, и Стэнфорд стал лидером в исследованиях стволовых клеток рака, благодаря командам, которые находят раковые стволовые клетки при раке головы и шеи, колоректальном раке и других раковых опухолях крови. Лабораторные исследователи в медицинской школе также начинают работать с клиническими группами, чтобы применить результаты исследований стволовых клеток рака к уходу за пациентами.
Один из вопросов среди исследователей стволовых клеток рака заключался в том, как эти клетки возникают. "К моменту поступления пациента в больницу у него уже есть рак, так что этот процесс уже произошел," Чанг сказал. Создание раковых стволовых клеток в лаборатории дает ученым представление о том, как происходит трансформация, и может привести к новым способам либо остановки трансформации на ранней стадии, либо обнаружения и уничтожения этих клеток после их образования.
Чанг и первый автор Дэвид Вонг, доктор медицинских наук, научный сотрудник, начали отвечать на вопрос о происхождении раковых стволовых клеток, сравнивая генетическую активность эмбриональных стволовых клеток с активностью нормальных взрослых стволовых клеток. Они обнаружили большую группу генов, которые были активны только в эмбриональных клетках. Затем они посмотрели, какие гены активны в раковых стволовых клетках, и обнаружили, что их структура напоминает структуру эмбриональных стволовых клеток.
Это открытие стало неожиданностью, учитывая, что, как только эмбриональные стволовые клетки становятся приверженными формированию взрослых клеток, таких как кожа, мозг или кровь, они, как считалось, навсегда деактивируют эти эмбриональные гены. Вместо этого Чанг сказал, что эта работа предполагает, что когда эти взрослые клетки становятся злокачественными, они снова включают эти эмбриональные гены.
Группа также заметила, что гены, активные как в эмбриональных, так и в раковых стволовых клетках, контролируются несколькими основными биологическими регуляторами. Недавно было показано, что один из этих генов, Myc, помогает преобразовывать нормальные клетки кожи в клетки, подобные эмбриону.
Активируя два гена в дополнение к Myc в нормальных клетках кожи, эти клетки были преобразованы в то, что оказалось раковыми стволовыми клетками. При трансплантации лабораторным мышам клетки образовывали опухоли, что является отличительной чертой настоящих раковых стволовых клеток.
Отсюда Чанг и Вонг надеются узнать больше о том, как эти гены активируют злокачественное состояние. "Наш особый интерес заключается в использовании этого подхода для поиска механизма, который превращает нормальную клетку в раковую стволовую клетку," сказал Чанг, который также является Кеннетом Джи. и Элейн А. Ученый Лангоне из Фонда исследования рака Деймона Руньона.
Источник: Стэнфордский университет