Российские ученые разработали трехмерную клеточную модель рака молочной железы, который приобрел лекарственную устойчивость и метастазирует. В основу была заложена клеточная линия аденокарциномы молочной железы, модифицированная дополнительным геном белка EGFR, стимулирующим деление опухолевых клеток. Предложенная авторами система довольно точно воспроизводит поведение и состояние рака на поздней стадии, а потому может стать основой для тестирования новых препаратов, в том числе избирательных к белку EGFR, для лечения даже на поздних стадиях развития заболевания.
Раковая опухоль молочной железы под микроскопом / ©Getty images
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликовано в International Journal of Molecular Sciences. Ежегодно у 50 тысяч россиянок обнаруживается рак груди — одна из самых встречающихся форм онкозаболевания, которая до сих до конца не изучена. Существует широкий спектр лекарств для ее терапии, но уровень смертности пациентов с запущенным раком груди остается высоким. Поэтому необходимо разрабатывать новые, еще более эффективные препараты.
На начальных этапах их тестируют на клетках, традиционно —двумерных однослойных раковых культурах, однако в них невозможно воссоздать многие важные особенности опухоли: градиент питательных соединений и продуктов обмена веществ, pH и кислорода, а также не учитываются взаимодействия раковых клеток с внеклеточным матриксом.
«Трехмерные модели — сфероиды — не имеют этих недостатков, однако для различных типов опухолевых клеток потенциал их образования различен: в большинстве случаев нужны специальные планшеты для культивирования или факторы роста, что увеличивает стоимость и трудоемкость исследования.
Разработанные нами 3D-сфероиды не требуют больших материальных затрат и очень просты в получении», — говорит руководитель проекта по гранту РНФ Анна Нуштаева, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биотехнологии Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН.
Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Новосибирского государственного университета (Новосибирск) предложили новую 3D-модель злокачественных опухолей молочной железы. Они использовали популярную клеточную линию аденокарциномы и при помощи вирусов внедрили в нее ген белка-рецептора к эпителиальному фактору роста — EGFR.
В результате клетки самопроизвольно образовывали сфероиды. Поведение таких структур имитировало метастазирование, когда от опухоли в процессе роста отделяются единичные клетки, мигрируют на определенное расстояние и дают начало новому онкологическому очагу. Также авторы обнаружили, что клетки в сфероидах синтезировали много P-гликопротеина, так называемого белка множественной лекарственной устойчивости, который буквально выбрасывает противоопухолевый препарат из клетки, не давая тому подействовать.
«Наша модель отлично воспроизводит состояние опухоли на поздних стадиях, когда та приобрела лекарственную устойчивость и активно метастазирует. Наша цель — помочь женщинам справиться с такой сложной болезнью, предложив и разработав новейшие препараты и технологии борьбы с онкологией», — отметила Анна Нуштаева.
