Используя данные о более чем 100 000 злокачественных и незлокачественных клеток из 15 метастазов в мозг человека, исследователи UCSF выявили два функциональных архетипа метастатических клеток в 7 различных типах опухолей головного мозга, каждый из которых содержит как иммунные, так и неиммунные типы клеток. Их результаты, опубликованные в выпуске журнала Cell от 17 февраля , представляют собой потенциальную дорожную карту для образования метастатических опухолей, которую можно использовать для разработки методов лечения для улучшения лечения пациентов с метастазами.
Исследователи Калифорнийского университета в Сан-Франциско под руководством первого автора Хьюго Гонсалеса, доктора философии, и старших авторов, Джероена Руса, доктора философии, и покойной Зены Верб, доктора философии, проанализировали метастатические опухолевые клетки (MTC) и выявили восемь функциональных процессы, выраженные MTC в семи типах метастатического рака головного мозга. Они обнаружили, что эти специализированные и дополнительные процессы работают вместе в отдельных клетках , чтобы сформировать два повторяющихся клеточных архетипа, один воспалительный и другой пролиферативный, которые сосуществуют в каждой метастатической опухоли и оба формируются иммунными клетками.
Метастазы в головной мозг — наиболее распространенная форма рака головного мозга, встречающаяся почти в десять раз чаще, чем рак, который начинается в головном мозге. Хотя в последние годы возможности лечения метастазов в головной мозг улучшились, еще многое предстоит понять о формировании метастазов.
Команда объединила многомерный одноклеточный анализ метастазов в ткани головного мозга человека от различных типов рака и экспериментальные модели, чтобы выявить и понять повторяющиеся закономерности, которые характеризуют процесс образования метастазов у пациентов. Они также идентифицировали сопоставимую метастатическую нишу или микроокружение и иммуносупрессивную строму, обогащенную Т-клетками и ассоциированными с метастазами макрофагами, которые, по-видимому, играют роль в динамике двух архетипов.
«Эти архетипы сосуществуют в каждой метастатической опухоли», — сказал Гонсалес. «Что касается MTC, которые не пролиферируют, эти клетки перепрограммируются для экспрессии генов воспаления, стресса и других изменяющихся условий. Вполне вероятно, что эти противоопухолевые иммунные взаимодействия формируют состояние MTC».
Вдохновение от известного исследователя рака
«Зена Верб была первым человеком, который увидел потенциал и осуществимость сбора метастазов человека и их сочетания с передовыми технологиями, такими как транскриптомика отдельных клеток и CyTOF», — сказал Гонсалес. «Она считала, что, анализируя метастазы в мозг человека, мы можем определить взаимосвязь между этими клеточными процессами, управляемыми MTC, и их специфическим микроокружением».
Верб, всемирно известный исследователь в области биологии рака и заместитель директора по фундаментальной науке Семейного комплексного онкологического центра UCSF Helen Diller, изменил эту область, подчеркнув критическую роль локальных «окрестностей» клеток в определении роста и поведения опухоли. В течение четырех десятилетий ее работа заложила основу для развития иммунотерапии и других современных подходов к лечению рака. Верб скончалась в 2020 году в возрасте 75 лет, но ее наследие живет вместе с ее коллегами, для которых она была наставником.
«С самого начала она верила в этот проект и поощряла меня продолжать, даже когда сбор и обработка этих редких и небольших образцов были довольно трудными», — сказал Гонсалес. «Зена также помогла организовать плодотворное сотрудничество с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Франциско Джоанной Филлипс, доктором медицины, доктором философии, и Мэтью Спитцером, доктором философии, которые сыграли решающую роль в этом крупном проекте».
