DKTK – это консорциум, созданный вокруг Немецкого онкологического исследовательского центра (DKFZ) в Гейдельберге, который имеет долгосрочное сотрудничество со специализированными онкологическими центрами в университетах по всей Германии.
Глиобластомы – самая распространенная опасная опухоль головного мозга у взрослых; они диффузно врастают в здоровую ткань головного мозга, поэтому их практически невозможно полностью удалить хирургическим путем. Они не поддаются сочетанию хирургии, лучевой терапии и химиотерапии и обычно продолжают бесконтрольно расти. Даже иммунотерапия, которая в некоторых случаях дает хорошие результаты при других типах рака, на сегодняшний день не оказала никакого воздействия на эти злокачественные опухоли головного мозга.
«Глиобластомы, по-видимому, создают среду, которая активно подавляет иммунный ответ», – объяснил Бьорн Шеффлер, профессор трансляционной онкологии DKTK в Западногерманском центре онкологии в Эссене, партнерский сайт Essen / Dusseldorf. «Они производят иммуносупрессивные мессенджеры, и в непосредственной близости от опухолей мы находим определенные типы иммунных клеток, которые специфически подавляют иммунную защиту."
Ранее исследователи не были осведомлены о разнообразии иммунных клеток в микросреде глиобластом в каких-либо деталях. Тем не менее, Шеффлер и его коллеги осознали, что точное знание клеточного состава глиобластом необходимо для того, чтобы преодолеть связанную с опухолью иммуносупрессию с помощью соответствующих методов лечения.
В образцах тканей 217 глиобластом, 86 астроцитом степени II и III по классификации ВОЗ и 17 образцах здоровой ткани мозга исследователи DKTK использовали компьютерный анализ транскрипции для составления профилей клеточного состава. Образцы ткани были взяты непосредственно с краев резекции – там, где встречаются оставшиеся опухолевые клетки и иммунные клетки.
Команда смогла различить сигналы от 43 типов клеток, включая 26 различных типов иммунных клеток. К своему большому удивлению, исследователи обнаружили гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественники во всех образцах злокачественных опухолей, в то время как этот тип клеток не был обнаружен в образцах здоровых тканей. «Стволовые клетки крови на самом деле находятся в костном мозге, откуда они снабжают организм всеми видами зрелых клеток крови – очевидно, включая все различные типы иммунных клеток. Стволовые клетки крови самой опухоли головного мозга до сих пор не были описаны », – отметила ведущий автор исследования Селия Доберсальске.
Еще более удивительным было наблюдение, что эти стволовые клетки крови обладают фатальными характеристиками: они подавляют иммунную систему и в то же время стимулируют рост опухоли. Когда исследователи культивировали связанные с опухолью стволовые клетки крови в той же чашке Петри, что и клетки глиобластомы, деление раковых клеток увеличилось.
В то же время клетки производили на своей поверхности большое количество молекулы PD-L1, известной как «иммунный тормоз».
Органоиды опухолей – крошечные опухоли, выращенные в чашке Петри из опухолевых клеток головного мозга отдельных пациентов – тоже реагировали на стволовые клетки крови. В присутствии этих клеток раковые клетки образуют сеть клеточных процессов, которая их связывает. Всего несколько лет назад ученые из DKFZ и больницы Гейдельбергского университета обнаружили, что клетки глиобластомы общаются с помощью этих соединений и, таким образом, могут защитить себя от повреждений, связанных с лечением.
Все эти наблюдения свидетельствуют о том, что стволовые клетки крови, обнаруженные в глиобластомах, оказывают негативное влияние на течение болезни. Это было подтверждено в исследовании 159 пациентов с глиобластомой, у которых были доступны данные о клиническом течении болезни.
В этой группе пациентов постоянно наблюдалось, что чем больше стволовых клеток крови содержит опухоль, тем больше высвобождается иммуносупрессивных мессенджеров и тем больше иммуносупрессивных маркеров формируют раковые клетки – и тем ниже общая выживаемость пациентов.
Чтобы исследовать стволовые клетки крови опухоли головного мозга более подробно, авторы объединились с отделением нейрохирургии университетской больницы Эссена (директор: Ульрих Сюр) для извлечения отдельных клеток из свежих тканей пациента.
Используя секвенирование экспрессии генов в 660 отдельных клетках, исследователи создали профиль и сравнили его с клетками здорового костного мозга и крови. Анализ этих данных привел к нескольким конкретным новым предложениям относительно того, как эту популяцию опухолевых клеток можно сделать безвредной.
Из отчетов об исследованиях уже было известно, что стволовые клетки крови в костном мозге имеют тенденцию созревать в иммунодепрессивные типы клеток во время дифференцировки в ходе рака. Похоже, они запрограммированы опухолью на это.
Эксперт и последний автор Игорь Цима подозревает, что подобное явление могло быть причиной наблюдений в связанных с глиобластомой стволовых клетках крови: «Теперь мы видим возможность вмешаться, чтобы изменить процесс дифференцировки связанных с глиомой стволовых клеток крови. , например, через определенные клеточные мессенджеры, и, следовательно, предотвращают блокировку иммунной системы в результате опухоли. Тогда иммунотерапия будет иметь больше шансов быть эффективной против глиобластомы."