Глиомы - самые распространенные первичные опухоли головного мозга у взрослых. Среди них глиобластомы высокой степени злокачественности известны своей агрессивностью и инвазивностью, что затрудняет их лечение. Заболевание быстро прогрессирует до поздней стадии за короткий промежуток времени, и выживаемость таких пациентов часто мрачна. Несмотря на обширные исследования, целевые методы лечения, которые могут улучшить выживаемость и качество жизни пациентов с ГБМ, отсутствуют. Современные методы лечения направлены на подавление роста опухоли или уничтожение раковых клеток. Однако, учитывая высокую адаптивность, резистентность и разнообразие этих опухолей, одних только таких методов лечения недостаточно.
GBM вызываются неконтролируемым делением глиальных клеток, которые питают нейроны и составляют поддерживающую матрицу ткани мозга. В отличие от нейронов, которые не делятся, глиальные клетки могут подвергаться клеточному делению , что делает их восприимчивыми к образованию опухолей. Воспользовавшись этим различием между двумя типами клеток , исследователи из Государственного университета Пенсильвании, США и Цзинаньского университета, Китай, разработали новую стратегию перепрограммирования клеток для преобразования пролиферативных клеток глиомы в непролиферативные нейроны.
Предлагая дальнейшее понимание своей работы, опубликованной в журнале « Биология и медицина рака» , профессор Гонг Чен, ведущий ученый и автор статьи, говорит: «Наша стратегия перепрограммирования принципиально отличается от других противораковых методов лечения. Мы не стремимся убивать клетки глиомы. "
Команда начала с разработки клеток GBM для экспрессии «факторов транскрипции», которые, как известно, запускают нейрональную дифференцировку , таких как нейрогенная дифференцировка 1 (NeuroD1), нейрогенин-2 (Neurog2) и гомолог 1 ахетовой щитки (Ascl1). Интересно, что перепрограммированные клетки глиомы стали больше походить на нейроны и продуцировали определенные нейрон-специфические маркеры. Это изменение идентичности нейронов значительно снизило скорость их деления (или пролиферации).
Исследователи обнаружили, что каждый из факторов нервной транскрипции индуцирует преобразование клеток в разные типы нейронов. Экспрессия Neurog2 дала наиболее быстрое и эффективное преобразование клеток. На основе высвобожденного нейромедиатора большинство клеток, экспрессирующих Neurog2 и NeuroD1, стали глутаматергическими нейронами, тогда как те, которые экспрессируют Ascl1, стали ГАМКергическими нейронами, что подчеркивает специфические сигнальные влияния каждого фактора.
Эти различия также сопровождались различными паттернами экспрессии генов в разных подтипах нейронов, наблюдаемыми в результате анализа секвенирования РНК, метода, используемого для изучения дифференциально экспрессируемых генов. Затем они оценили трансформированные клетки глиомы на предмет их клеточных и функциональных характеристик. Примечательно, что эти преобразованные клетки демонстрируют внутриклеточное расположение органелл, подобное нейронам, и в определенной степени демонстрируют активность передачи нейронального сигнала.
Чтобы подтвердить свои выводы in vivo, исследователи вводили ретровирусы, экспрессирующие вышеупомянутые факторы, в мозг мышей, которым трансплантировали клетки GBM. К их большому удовольствию, клетки GBM эффективно трансформировались в нейрональные клетки у мышей, о чем свидетельствует экспрессия нейрональных биомаркеров. Более того, клеточная трансформация также значительно ингибировала пролиферацию этих клеток у животных.
В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что клеточное перепрограммирование клеток глиомы в направлении нейрональных клеток предлагает многообещающую терапевтическую стратегию, которая может замедлить рост GBM. Такой целевой подход также может помочь преодолеть вредные побочные эффекты обычных противораковых методов лечения на здоровые клетки мозга .
Профессор Чен говорит, что их «исследование открывает новое направление для подавления роста глиом. Будущие исследования перехода от грызунов к нечеловеческим приматам помогут проверить, можем ли мы использовать эту стратегию перепрограммирования для лечения больших глиом в мозге обезьян. В случае успеха, он обеспечит многообещающее лечение миллионов пациентов с глиомой во всем мире ».
