Раковые клетки показали способность переходить в «спящий режим»

Острый миелоидный лейкоз (ОМЛ) — злокачественная опухоль миелоидного ростка крови — считается самым смертоносным из всех видов рака крови, убивая троих из четырех пациентов в течение пяти лет. Хотя около 70-80% больных с ОМЛ моложе 60 лет достигают полной ремиссии, у многих в рецидив происходит в большинстве своем «скрытным образом».

Одна из популярных сегодня идей заключается в том, что, поскольку не все клетки опухоли одинаковы на генетическом уровне (то есть она неоднородна), некоторая их часть может сопротивляться лечению, вызывая повторный рост. Другое предположение гласит: рецидив при лейкозе возникает из-за устойчивой к лекарствам незрелой субпопуляции стволовых клеток, которые могут реформировать опухоль. Так, согласно наблюдениям, именно в клетках ОМЛ с незрелым иммунофенотипом (CD34 +, CD38-) рак способен выживать, несмотря на химиотерапию — использование токсичных препаратов, тормозящих размножение раковых клеток или необратимо повреждающих их. Однако другие недавние исследования показали, что за рецидив и невосприимчивость к химиотерапии ответственны и другие факторы.

Выяснить, почему же ОМЛ возвращается после лечения, попытались ученые из Университета Вирджинии, Медицинского колледжа Уайла Корнелла, Онкологического центра Fox Chase, Гарвардской медицинской школы (США), Пенсильванского университета и Центра биологии рака при Университете Южной Австралии. Их выводы можно найти в публикации для журнала Cancer Discovery.

«Острый миелоидный лейкоз может перейти в стадию ремиссии при помощи химиотерапии, но он почти всегда возвращается. Когда это происходит, болезнь неизлечима, — отметил доктор Ари М. Мельник, профессор гематологии и медицинской онкологии. — Давний вопрос в этой области звучал так: « Почему нельзя избавиться от всех раковых клеток?» Аналогичный вопрос можно задать в контексте других типов агрессивного рака, помимо ОМЛ».

Исследование проводили как на органоидах, так и на лабораторных мышах, которым подсадили раковые клетки. Также результаты подтвердили на образцах, взятых от пациентов с острым миелоидным лейкозом в течение курса лечения и в период рецидива. Как выяснили ученые, когда клетки лейкоза подвергали химиотерапии, часть их переходила в состояние старения с признаками «активной гибернации»: они выглядели поврежденными, нуждающимися в ускоренном заживлении ран, отключали большинство своих функций и привлекали иммунные клетки для восстановления.

Генотоксический стресс, вызванный химиотерапией, помимо апоптоза, провоцирует старение — клеточную стрессовую реакцию, характеризующуюся аберрантной метаболической активностью в отсутствие пролиферации. Переход в «спящий режим» позволил клеткам опухоли пережить это: за счет фенотипа устойчивости к старению. По словам ученых, эффект старения был временным и давал превосходный шанс для образования колоний, и после восстановления клетки ОМЛ вызывали рецидив с повышенным потенциалом стволовых клеток.

«Подобное зачастую можно наблюдать у развивающихся эмбрионов, которые временно прекращают свой рост из-за недостатка питания. Такое состояние еще называют эмбриональной диапаузой, — добавил Мельник. — Это не особый процесс, а нормальная биологическая активность, которая проявляется и в контексте опухолей».

Авторы исследования также установили, что состояние старения и диапаузы в клетках опухоли вызывает белок ATR (серин/треониновая протеинкиназа ATR, известна как атаксия-телеангиэктазия и Rad3-родственный белок (ATR) или FRAP-связанный белок 1 (FRP1)). То есть логично блокировать ATR, чтобы раковые клетки не впадали в гибернацию. Проведя опыты в лаборатории, ученые подтвердили, что введение ингибитора этого белка — VE821 — за 24 часа перед химиотерапией помогает избежать запуска спящего режима и старения, тем самым позволяя убить все клетки опухоли.

Сейчас ученые работают с компаниями — производителями ингибиторов ATR. Конечно, еще предстоит ответить на вопросы о том, когда и как следует назначать такое лечение. Однако другие параллельные исследования уже показали, что состояние старения и «гибернации» важно не только в контексте острого лейкоза, но и для пациентов с рецидивом рака груди, простаты или желудка.