Диагноз «злокачественная глиома», как правило, равнозначен смертному приговору. Эта опухоль головного мозга, происходящая из клеток, не относящихся к нейральным, растет быстро и агрессивно. Ее ядро составляет популяция так называемых стволовых клеток глиомы (СКГ), которые практически неуязвимы для препаратов, используемых для лечения других видов рака.
«Благодаря ускоренной активации путей восстановления ДНК стволовые клетки глиомы демонстрируют устойчивость к облучению. Кроме того, им присущи внутренние механизмы резистентности к апоптозу, индуцируемому химиотерапией», - объясняет доктор Прабха Сампат (Prabha Sampath), PhD, ведущий научный сотрудник Института медицинской биологии A* STAR (A*STAR Institute of Medical Biology).
Группа доктора Сампат занимается изучением микроРНК – небольших некодирующих молекул РНК, регулирующих синтез белков, кодируемых другими генами. В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports, имеющем прямое отношение к прогрессии глиом, доктор Сампат и ее коллеги нашли в стволовых клетках глиомы потенциальную уязвимость, дающую пациентам еще один шанс на спасение.
Доктор Прабха Сампат (Prabha Sampath) занимается изучением посттранскрипционной регуляции дифференцировки стволовых клеток. (Фото: imb.a-star.edu.sg)
«Опосредованный микроРНК контроль над трансляцией является, как известно, одним из основных факторов патологии опухолей головного мозга», - объясняет доктор Сампат.
Получив СКГ из опухолевой ткани пяти пациентов со злокачественной глиомой, ученые сравнили, насколько уровни экспрессии в этих клетках известных микроРНК отличаются от уровней экспрессии этих молекул в нормальных нейральных стволовых клетках. Анализ показал, что стволовые клетки глиомы экспрессируют значительно более высокие уровни одной из микроРНК – miR-138. Но особенно важен был тот факт, что уровни miR-138 падают, когда исследователи химически вынуждают СКГ дифференцироваться в «зрелые» клетки мозга, что подтверждает роль этой микроРНК в неконтролируемом опухолевом росте.
Обработка «анти-miR-138» – молекулой, избирательно блокирующей функцию miR-138, – убивает выращенные в культуре СКГ, не оказывая влияния на нормальные нейральные стволовые клетки. Более детальное изучение показало, что подавление этой микроРНК препятствует пролиферациистволовых клеток глиомы. Вместо этого в СКГ включается программа «самоуничтожения», в данном случае каспазозависимого апоптоза.
Последующие эксперименты с трансплантацией показали, что этот подход вполне способен принести не только чисто научные, но и практические плоды: у мышей с пересаженными человеческими СКГ стремительно развиваются агрессивные опухоли, но для предотвращения их образования достаточно подавления miR-138. Наконец, ученые не без оснований полагают, что повышенная экспрессия miR-138 может рассматриваться в качестве прогностического маркера рецидива заболевания у пациентов с мультиформной глиобластомой – типичной злокачественной глиомой.
Инициация и прогрессия злокачественных глиом связаны с изменениями в экспрессии микроРНК. МикроРНК-138 можно рассматривать в качестве молекулярной сигнатуры стволовых клеток глиомы. Высокая экспрессия miR-138 в стволовых клетках глиомы по сравнению с не-неопластической тканью и связь с рецидивированием и выживанием подчеркивают клиническое значение mirR-138 в качестве прогностического маркера и терапевтической мишени для лечения злокачественных глиом. Подавление miR-138 препятствует пролиферации стволовых клеток глиомы и включает программу каспазозависимого апоптоза. (Рис. Cell Reports)
Установив ранее неизвестную роль miR-138 в выживании стволовых клеток глиомы, доктор Сампат планирует выяснить, способствует ли эта микроРНК прогрессии и рецидивированию других видов рака головного мозга. Но, даже если влияние этой молекулы окажется ограниченным лишь несколькими видами рака, клиническое значение полученных сингапурскими исследователями данных может быть весьма значительным.
«Сейчас мы проводим эксперименты по регрессии опухолей и разрабатываем специфические векторы для доставки анти-miR-138 с перспективой дальнейшего использования этой технологии в качестве нового метода лечения злокачественных глиом», - говорит о своих планах доктор Сампат.