Израильские ученые нашли способ предотвратить метастазирование меланомы в мозг

Группа исследователей из медицинской школы университета Тель-Авива обнаружила механизм, пользуясь которым клетки меланомы – самой опасной разновидности рака кожи – проникают в головной мозг, образуя там метастазы. В эксперименте на мышах им удалось заблокировать этот механизм, остановив процесс распространения рака в мозге. Это открытие может стать важным шагом на пути к победе над смертельной болезнью.

Меланома является самой смертоносной формой рака кожи. Ее коварство заключается в способности к активному росту и метастазированию в головной мозг. Такие метастазы практически не поддаются лечению, что делает прогноз для людей с распространившейся меланомой крайне неблагоприятным. Средняя выживаемость в таких случаях редко превышает шесть месяцев.

«Еще несколько лет назад пациенты с распространившейся меланомой умирали от метастазов в других участках тела – опухолевые очаги в мозге к тому времени просто не успевали сформироваться в том объеме, чтобы стать причиной летального исхода, – поясняет ведущий автор исследования. – Но возможности онкологии постоянно расширяются, благодаря новым лечебным методам пациенты с меланомным раком кожи живут дольше, в связи с чем врачи все чаще диагностируют метастазы в мозге. В таких условиях одной из первоочередных задач, стоящей перед учеными, занимающимися исследования рака, является выяснение механизма распространения меланомы в мозг».

Чтобы решить эту задачу, израильские специалисты провели эксперимент с участием лабораторных грызунов, которых заразили меланомой. Дождавшись, пока раковые клетки распространятся в ткани мозга, они принялись изучать особенности их взаимодействия. В результате ученые выяснили, что в мозг клетки меланомы попадают обманом. Дело в том, что основной преградой для них является гематоэнцефалический барьер. Это своеобразный фильтр, который не позволяет циркулирующим в крови опасным микроорганизмам и веществам проникать в центральную нервную систему.

Однако у этого барьера есть ворота, через которые из артериального русла в мозг поступают питательные вещества. На страже этих ворот находятся особые клетки – астроциты, роль которых состоит в защите мозга и поддержании его функций. Когда они обнаруживают какое-либо повреждение мозговых тканей, начинают активно выделять факторы воспаления, привлекая иммунные клетки.

В роли этих факторов выступает белок CXCL10, рецепторы к которому содержатся на мембранах клеток иммунной системы. Связываясь с ним, они получают сигнал в срочном порядке двигаться в направлении головного мозга. Когда они достигают места назначения, астроциты открывают перед ними ворота гематоэнцефалического барьера.

Волк в овечьей шкуре

Ученые тель-авивского университета выяснили, что тот же механизм используют и клетки меланомы. Они убеждают астроциты в наличии воспалительного процесса в тканях мозга, заставляя их посылать соответствующий сигнал иммунной системе. «Шлюз» защитного барьера открывается, но вместо иммунных клеток туда направляется поток клеток меланомы. Последние, как установили исследователи, так же как и клетки-защитники организма, имеют на своей поверхности рецепторы к белку CXCL10, благодаря чему легко маскируются под них, открывая себе путь к мозгу.

«Гематоэнцефалический барьер в действительности не является непроницаемым, – объясняет один из авторов исследования. – Его ворота открываются при предъявлении специального пропуска. Можно сказать, что, притворяясь иммунными клетками, меланома пользуется чужим пропуском, обманом проникая в мозг». Ученые также выяснили, что взаимодействовать с астроцитами клетки рака кожи начинают еще на начальной стадии болезни, до ее распространения по организму.

На пороге нового лечения

Знание механизма дает исследователям возможность управлять им. Так, узнав способ, который клетки меланомы используют для проникновения в мозг, они провели еще один эксперимент. С помощью генной инженерии они подавили выработку присутствующего на мембранной поверхности раковых клеток рецептора к белку CXCL10, тем самым лишив их способности улавливать сигналы астроцитов и реагировать на них.

В результате у мышей, которым подсадили уже видоизмененные клетки меланомы, с ингибированным рецептором, количество метастазов в мозге было почти вдвое меньше по сравнению с их сородичами, которым трансплантировали обычные, неизмененные раковые клетки. «Процесс метастазирования в головном мозге существенно замедлился», – констатировали израильские ученые.

После исследования на грызунах авторы повторили его на людях. Они изучили те же процессы на образцах опухолевой ткани, удаленной из мозга пациентов с распространившейся меланомой. Выяснилось, что у людей астроциты продуцируют те же факторы воспаления, а клетки опухоли имеют идентичные рецепторы к ним. «Это значит, что обнаруженная связка из белка CXCL10 и рецептора к нему может выступать в качестве потенциальной терапевтической мишени для предотвращения метастазирования меланомных опухолей кожи в головной мозг», – утверждают ученые.