Стволовые клетки укрепляют рак

Клетки опухолевых сосудов ведут себя как стволовые

Клетки, из которых состоят кровеносные сосуды опухолей, не только похожи на стволовые, но и ведут себя подобным образом. Они способны укреплять опухоли, превращаясь в кость и хрящ, а также куда устойчивее к химиотерапии, чем клетки нормальных сосудов.

Кровеносные сосуды пронизывают наше тело вдоль и поперек, ежесекундно доставляя питательные вещества и кислород к каждой клеточке нашего тела. Если орган или ткань быстро развивается, будь то мышца или жировая клетчатка, сосуды растут вместе с ней. Без них не могут обойтись даже опухоли, выращивая внутри себя капилляры и артерии, дающие основу для роста.

К несчастью врачей и пациентов, сосуды опухолей растут гораздо быстрее и агрессивнее, да и работают эффективнее обычных. Как выясняется, отчасти тому виной особые свойства опухолевых эндотелиоцитов, выстилающих сосуды, которые обладают некоторыми свойствами стволовых клеток, в частности,

способны к усиленному делению и превращению в другие типы клеток — хрящевые и костные.

Кластеры дифференцировки (CD)

антигены, находящиеся на поверхности клеток, своеобразные маркеры, по которым одни клетки отличаются от других. То, какие метки находятся на поверхности клетки, зависит от ее вида (Т-лимфоцит, В-лимфоцит и так далее) и ее зрелости – стадии дифференцировки и развития. Чаще всего для клетки характерен определенный, уникальный CD, хотя иногда для описания фенотипа требуется 3-4.

Метки нумеруются по очереди в соответствии с тем, когда они были открыты: чем раньше был открыт кластер, тем меньше у него номер. На сегодняшний день их больше полутора сотен. Выявляются с помощью моноклональных антител.

Самый известный – CD34, экспрессируемый наиболее ранними предшественниками клеток крови, CD2 – кластер Т-лимфоцитов, NK-клеток, CD3 – кластер Т-лимфоцитов, CD4 – кластер Т-хелперов и моноцитов, CD8 – Т-супрессоры, CD16 – NK-клетки (натуральные киллеры), CD72 – В-клетки и другие.

Это справедливо, по крайней мере, для сосудов рака простаты, выбранного Майклом Клагсбурном и его бостонскими коллегами главным объектом для исследования. Выбор не случаен: эта опухоль, как и многие другие «твердые», быстро образует новые сосуды, но у нее хирурги, удалявшие новообразования, подметили регулярно формирующиеся очажки минерализации, характерные в здоровом организме для костной ткани.

Попытки использовать структурные отличия опухолевых сосудов в лечении предпринимались и до сегодняшнего дня. В частности, в опухолевых капиллярах большое количество отверстий, способствующих выходу содержимого сосудов в опухоль; как говорят специалисты, опухолевые сосуды «сильно фенестрированы». Опыты по введению химиотерапевтического агента в наночастицах, способных проникать через эти фенестры, но не через здоровые капилляры, в ряде случаев даже увенчались успехом в более безопасном лечении рака.

Второе отличие опухолевых сосудов: сами клетки, выстилающие все кровеносные сосуды, — эндотелиоциты.

Эндотелий

специализированные клетки животных и человека, выстилающие внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов, а также полостей сердца.

Эндотелий образуется из мезенхимы. Представлен однослойным пластом тесно прилежащих друг к другу плоских клеток, обычно отграниченных от подлежащих тканей базальной мембраной; у эндотелия лимфатических сосудов базальная мембрана отсутствует.

Цитоплазма клеток эндотелия некоторых капилляров может иметь поры, способствующие проницаемости веществ через стенку капилляра (например, в сосудистых клубочках почки). Особенность эндотелия расширенных капилляров (синусоидов) кроветворных органов, а также печени, коры надпочечников и некоторых других органов – высокая способность к фагоцитозу. Эти эндотелиальные клетки относятся к ретикуло-эндотелиальной системе.

Как и у большинства других клеток нашего тела, на их поверхности находятся так называемые кластеры дифференцировки — уникальные молекулы, характерные для определенного типа клеток и составляющие её «портрет». Лицо опухолевых капилляров сильно не похоже на таковое у здоровых. Это можно использовать, соединяя загруженные ядом наночастицы с антителами к уникальным чертам «клеточного лица». Однако, судя по тому, что разнообразные исследования все ещё продолжаются, ни один из вышеописанных экспериментальных методов не обладает стопроцентной эффективностью.

Клагсбурн ещё несколько лет назад нашел в опухолевых эндотелиоцитах РНК, характерные для стволовых клеток, однако показать, что они выполняют аналогичные функции, не удавалось. Новая работа, результаты которой опубликованы в Cancer Cell, стала отличным продолжением старой. Во-первых, ученые вместе с маркерами эндотелиоцитов нашли на их поверхности ещё и черты мезенхимальных стволовых клеток.

Следом всплыли и свойства: в культуре in vitro выделенные из опухоли клетки по желанию ученых превращались в костные или хрящевые.

Выясняется, что «враги» ученых оказались ещё сильнее, чем считалось раньше. Ведь стволовые клетки гораздо устойчивей обычных к каким бы то ни было химиотерапевтическим веществам. Они способны к делению, миграции и даже стимулируют пролиферацию себе подобных.

Хотя, если воспользоваться деталями открытия, можно использовать его и во благо. Именно эндотелиоциты и клетки-предшественники отвечают за прорастание сосудов, которых так не хватает при ишемии конечностей и в постинфарктной мышце. Дадут ли исследования онкологов новые инструменты лечения этих заболеваний — покажет лишь время.