Interfax-Russia.ru — Приморские ученые выделили стволовые клетки глиомы и нашли возможный подход к их разрушению при помощи химиотерапии.
Специалисты Дальневосточного федерального университета (ДВФУ, Владивосток) и Национального научного центра морской биологии (ННЦМБ) Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН) разрабатывают новые подходы в лечении глиомы.
Глиома — вид опухоли, которая возникает в головном или спинном мозге, либо в месте их соединения. Новообразование развивается из глиальных ("вспомогательных") клеток нервной системы — астроцитов и олигодендроцитов, за что и получило свое название. Опухоль является практически неизлечимой, так как стволовые клетки глиомы пластичны и не поддаются обычному лечению. Глиомы составляют приблизительно 80% всех злокачественных опухолей головного мозга.
Так, в рамках исследования ученые выделили стволовые клетки из опухолей пациентов Медцентра вуза, а затем выявили молекулярные "мишени", которые можно "атаковать" химиотерапевтическими средствами.
"Стволовые клетки глиом сами по себе редкие, но нам удалось их выделить с помощью сортировщика клеток и классифицировать на типы", — сообщил руководитель научного проекта, заместитель директора Института наук о жизни и биомедицины ДВФУ Вадим Кумейко.
Дальнейшие эксперименты показали, что отдельные опухолевые стволовые клетки имеют одновременно мутации в генах IDH1 и TP53. Это увеличивает способность к миграции раковых клеток (опухолевой инвазии), а также повышает синтез коллагена (белка, по которому передвигаются клетки) и нарушает метаболизм липидов.
"На протяжении всей нашей жизни клетки мутируют и во время этого процесса они могут терять контроль над своим размножением, что приводит к неблагоприятному исходу. Наше исследование показало, что отдельные виды глиом, в которых преобладают "ползающие" клетки с мутациями, требуют специализированных (лекарственных — ИФ) препаратов, нацеленных на их обмен веществ и двигательную активность в дополнение к традиционным средствам, разрушающим структуры хромосом", — пояснил Кумейко.
Поэтому, по словам специалиста, чтобы победить глиому, химиотерапия должна подбираться для каждого пациента с учетом индивидуального клеточного состава его опухоли, а не просто по стандартной схеме.
"Часто применяют такие ее типы, которые влияют на самые общие механизмы, например, блокируют деление клеток или разрушают ДНК, но это не может побороть все злокачественные клетки, и при этом еще вызывает гибель здоровых, что значительно влияет выживаемость пациента. Поэтому важно сконцентрировать все силы на разработку новых подходов, нацеленных на злокачественные клетки, которые такие разные у разных людей", — сказал ученый.
По данным вуза, искать и испытывать новые химические соединения, которые смогут воздействовать на разные виды опухолевых клеток, ученые ДВФУ будут вместе со специалистами с одной из крупных фармацевтических компаний России. В дальнейшем такой подход позволит выстроить персонализированную терапию для онкобольных.
Ранее ученые ДВФУ в качестве способа лечения глиомы предложили искусственно "пробуждать" раковые клетки, а затем убивать их в момент активации.
Специалисты признают, что такой метод достаточно рисковый, но, вероятно, действенный, поскольку в пассивном состоянии стволовые клетки рака практически не поддаются воздействию химиотерапии, а в случае с опухолями поздних стадий медикам приходится выбирать между потенциальными риском и пользой от применения тех или иных препаратов. Дифференцированная же терапия, как полагают в ДВФУ, заставит стволовые клетки глиомы перезапустить клеточный цикл — то есть ввести их в активное состояние и застать врасплох химиотерапией в тот момент, когда они еще не защищены.
Вместе с тем, ученые Дальневосточного федерального университета вместе с коллегами из ДВО РАН разработали ускоренный метод диагностики опухолей головного мозга, который занимает всего 40 минут.
"Ученые ДВФУ и ДВО РАН разработали новый метод исследования опухолей на атомно-силовом микроскопе (АСМ) — приборе, который относится к классу сканирующих зондовых микроскопов. Поверхность исследуемого материала "прощупывается" с помощью небольших датчиков, что позволяет не только получить трехмерное изображение объекта, но и исследовать свойства поверхности: упругость, жесткость, адгезию (липкость) и так далее", — сообщали в пресс-службе вуза.
При этом анализ опухоли требует, чтобы исследуемая ткань, полученная при биопсии, была ровной, однако образец ткани, взятый у пациента, обычно чрезвычайно мал и имеет бугристую поверхность. Поэтому ткань помещают в поддерживающую форму из вещества из агар-агара и коллагена. Это позволяет ей оставаться в "расправленном" состоянии", но при этом быть доступной для исследования. Благодаря этой форме и использованию оптимизированного сканирующего зондового микроскопа со специальными лезвиями удается точно и аккуратно воздействовать на ткань и без помех исследовать ее.
"Мы взяли несколько острых зондов и с помощью фемтосекундного лазера, который позволяет крайне точно и аккуратно воздействовать на поверхность, постепенно увеличивали радиус кривизны острия. Таким образом, мы установили, что оптимальный радиус — 200 нанометров", — приводятся в сообщении слова сотрудника лаборатории биомедицинских клеточных технологий ДВФУ Владислава Фарниева.
Ученые отмечают, что подобный подход к диагностике применяется впервые в мире. Благодаря ему исследовать характер и тип опухоли головного мозга можно всего за 40 минут, хотя традиционные методы предполагают, что результат нужно ждать до двух недель.
Тем временем, ученые Томского госуниверситета (ТГУ) разработали новый метод диагностики глиомы по анализу крови пациентов. Сначала исследователи собрали данные о том, какие биологические маркеры встречаются в тканях этого вида опухоли, а затем провели эксперимент с участием лабораторных животных. В процессе ученые смогли идентифицировать маркеры глиомы в сыворотке крови крыс и разделить их на больных и здоровых. Полученные сведения специалисты использовали для обучения нейросети, что позволило автоматизировать процесс анализа. Как сообщал заведующий лабораторией лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения ТГУ Юрий Кистенев, главным достоинством такого метода диагностики является возможность выявления следов опухоли на ранней стадии — еще до того, как болезнь проявила себя в виде явных симптомов.
"Дело в том, что глиобластома изменяет биохимический состав крови: выделяемые ею вещества и опухолевые клетки попадают в кровь, которая разносит их по организму. Анализ этих биомаркеров дает информацию о развитии рака, он может использоваться как для диагностики заболевания, так и для контроля эффективности лечения", — пояснял эксперт.
В вузе отметили, что разработанный метод также можно будет использовать для диагностики других разновидностей опухолей.
"Все злокачественные новообразования выделяют специфические химические соединения. При наличии данных о том, какие именно биомаркеры характерны для конкретного типа заболевания, их можно будет выявлять с помощью метода рамановской спектроскопии и машинного обучения", — пояснили в ТГУ.
Заболеваемость глиомами характерна для всех возрастных групп населения, но чаще всего, данный вид опухоли диагностируется у пациентов в возрасте 30-60 лет. По сравнению с женщинами, у мужчин, риск развития глиом равен 1,5:1; у пожилых людей по отношению к молодым — 3,2:1.
Клинические проявления болезни зависят от того, где именно расположена опухоль, а также от ее размеров. Чаще всего пациенты с глиомой головного мозга жалуются на постоянные головные боли, сопровождающиеся тошнотой и рвотой; нарушения речи; изменения движений в конечностях, любой части тела и/или лица; нарушения зрения, осязания, координации движений и походки; изменения психики (в том числе памяти и мышления), изменения в поведении; нарушения циркуляции спинномозговой жидкости (ликвора), проявляющиеся повышением внутричерепного давления (внутричерепной гипертензией) и гидроцефалией (чрезмерным накоплением жидкости в головном мозге).
К традиционным методам диагностики глиомы в настоящее время относятся компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), УЗИ мозга (М-эхо), церебральная контрастная ангиография (рентгеновское исследование сосудов головного мозга), электроэнцефалография (ЭЭГ), сцинтиграфия, а также позитронная эмиссионная томография (ПЭТ КТ).
Лечение глиальных опухолей комплексное и выбор тактики зависит от размера и типа опухоли. На первом этапе врачи обычно удаляют новообразование. При первично неоперабельных опухолях пациенту сначала выполняется стереотаксическая биопсия, позволяющая определить тип новообразования. Дальнейшая лечебная тактика зависит от данных гистологического исследования.
Как до операции, так и после нее может применяться лучевая терапия. С ее помощью можно уменьшить размеры опухоли перед иссечением, а также уничтожить оставшиеся опухолевые клетки после операции.
В некоторых случаях врачи используют инновационную методику лучевой терапии (радиохирургия), когда опухоль облучают пучком радиации с разных углов. Такая методика не позволяет полностью уничтожить опухоль, но способна остановить ее рост.
Лекарственная терапия может быть назначена как самостоятельный метод при неоперабельных распространенных процессах, так и в комплексном лечении в сочетании с операцией и/или облучением.
