Биологи нашли персонифицированный подход к лечению отдельных форм опухолей мозга
Новые подходы для борьбы с самой разрушительной опухолью головного мозга — глиомой —разрабатывают ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Национального научного центра морской биологии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ННЦМБ ДВО РАН). Ученым удалось выявить стволовые клетки глиомы и наметить способы воздействия на них химиотерапевтическими средствами. В дальнейшем такой подход позволит выстроить персонализированную терапию для онкобольных. Исследование опубликовано в международном научном журнале Scientific Reports.
Глиома — вид опухоли, которая возникает в головном и спинном мозге. Такая опухоль развивается из глиальных клеток («вспомогательных» клеток нервной системы — астроцитов и олигодендроцитов), за что и получила свое название. Она является разрушительной и практически неизлечимой, так как стволовые клетки глиомы пластичны и не поддаются обычному лечению. Сейчас ученые активно ищут технологии для внедрения персонализированных методов в медицину, так как это единственный эффективный способ для борьбы с опухолью мозга и онкологическими заболеваниями в целом.
Для разработки технологий, направленных на лечение глиом, ученые лаборатории биомедицинских клеточных технологий Медцентра ДВФУ выделили из опухолей пациентов стволовые клетки. А затем с помощью современной технологии расшифровки последовательностей генетического материала одиночных клеток определили индивидуальный характер дифференциальной активности генов. Методами биоинформатики исследователи предсказали вероятные молекулярные мишени, которые можно атаковать химиотерапевтическими средствами и разрушить опухолевые клетки.
«С помощью продвинутой генетической технологии можно понять какие гены включены, а какие выключены. Стволовые клетки глиом сами по себе редкие, но нам удалось их выделить с помощью сортировщика клеток и классифицировать на типы. У пациентов клеточный состав опухоли фактически индивидуальный, что требует конкретных персонализированных подходов к лечению. Победить злокачественное новообразование сложно, особенно когда оно поразило мозг. Сейчас важнейшим подходом считается химиотерапия, но часто применяют такие ее типы, которые влияют на самые общие механизмы, например блокируют деление клеток или разрушают ДНК, но это не может побороть все злокачественные клетки, и при этом еще вызывает гибель здоровых, что значительно влияет выживаемость пациента. Поэтому важно сконцентрировать все силы на разработку новых подходов, нацеленных на злокачественные клетки, которые такие разные у разных людей», — рассказал руководитель научного проекта, заместитель директора Института наук о жизни и биомедицины Вадим Кумейко.
Эксперименты показали, что отдельные опухолевые стволовые клетки имеют одновременно мутации в генах IDH1 и TP53. Это увеличивает способность к миграции (опухолевой инвазии), повышает синтез коллагена — белка, по которому передвигаются клетки и нарушает метаболизм липидов. Все эти факторы можно использовать на практике для борьбы с глиомой.
«Мы раскрыли механизмы, которые позволят в будущем эффективнее подбирать лекарства. На протяжении всей нашей жизни клетки мутируют и во время этого процесса они могут терять контроль над своим размножением, что приводит к неблагоприятному исходу. Наше исследование показало, что отдельные виды глиом, в которых преобладают “ползающие” клетки с мутациями, требуют специализированных препаратов, нацеленных на их обмен веществ и двигательную активность в дополнение к традиционным средствам, разрушающим структуры хромосом. Теперь мы начинаем проводить направленный поиск новых противоопухолевых соединений на основе этих результатов», — добавил Вадим Кумейко.
Отметим, что новые технологии и клеточные системы ученых ДВФУ для борьбы с глиомами апробирует одна из крупных фармацевтических компаний России «Р-Фарм». Команда разработчиков из университета и представители фарминдустрии договорились совместно испытывать новые лекарственные средства, которые смогут индивидуально воздействовать на разные виды опухолевых клеток.
«Ученые ДВФУ проводят гигантскую работу по созданию отечественных технологий персонализированной медицины, которые основаны на внедрении российских диагностических систем и новых методов по выявлению опухолевых клеток. Таргетная терапия является ключевым инструментом в эффективном лечении онкологических заболеваний. Такой проект интересен не только врачам и ученым, но и представителям бизнеса — фармацевтическим компаниям. Это технологический суверенитет в одной из важнейших областей — охране здоровья населения», — говорит ректор ДВФУ Борис Коробец.
Разработка нового метода диагностики опухолей головного мозга выполняется в рамках стратегического проекта «Науки о жизни» программы «Приоритет 2030» ДВФУ. Фундаментальная часть разработки поддержана грантом Российского научного фонда №20-15-00378 (руководитель В.В. Кумейко).
Текст: пресс-служба программы «Приоритет 2030» ДВФУ
Gulaia, V., Shmelev, M., Romanishin, A. et al. Single-nucleus transcriptomics of IDH1- and TP53-mutant glioma stem cells displays diversified commitment on invasive cancer progenitors. Sci Rep 12, 18975 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-23646-3