Воспалительные процессы в организме способны пробуждать раковые клетки, которые годами находились в спящем состоянии, и давать им толчок к повторному росту. К такому выводу пришли специалисты Института Фрэнсиса Крика, изучавшие поведение клеток рака груди в костном мозге. Результаты их работы опубликованы в журнале Cell Reports.
Раковые клетки могут покидать первичную опухоль и оседать в других тканях — этот процесс называют метастазированием, и именно он становится причиной большинства смертей от онкологических заболеваний. Клетки рака груди часто попадают в костный мозг, где переходят в неактивное состояние, что позволяет им уклоняться от иммунной защиты и противостоять химиотерапии. «Раковые клетки, переместившиеся в другую часть тела, могут оставаться спящими годами после лечения первичной опухоли, — поясняет руководитель группы в Институте Крика Илария Маланки, чья лаборатория изучает взаимодействие раковых клеток с организмом. — Это тревожный период для людей, так как они не знают, активируются ли эти метастатические клетки, что приведет к рецидиву».
Чтобы воспроизвести спящее состояние рака в костном мозге, исследователи создали «экстрамедуллярную костную модель» — костную ткань, выращенную из скелетных стволовых клеток под кожей. Этот аналог содержит клетки костного мозга, необходимые для производства клеток крови, и реагирует на воспалительные сигналы почти так же, как настоящий костный мозг. «Затем мы добавили на костный имплантат клетки опухоли молочной железы мыши, — рассказывает Илария. — Большинство из них перешло в спящее состояние, лишь изредка проявляя активность деления».
Модель позволила команде изучить, как события в других частях тела влияют на эти покоящиеся клетки. Переломы и другие травмы костей могут стимулировать рост метастатического рака в костном мозге, но ученые хотели проверить, способно ли более отдаленное повреждение или инфекция также нарушить состояние покоя. «Мы вызвали у мышей с костным имплантатом, содержащим спящие метастатические клетки, колит кишечника — воспаление в желудочно-кишечном тракте. Поскольку искусственная кость реагирует на иммунную систему, воспаление в кишечнике запустило быстрое производство иммунных клеток в кости», — объясняет Илария.
Такой ответ потребовал перестройки костномозговой среды для поддержки усиленного образования иммунных клеток. По мере этих изменений все больше спящих раковых клеток начинало делиться, повышая вероятность формирования опухоли. Анализ активности генов в костных и раковых клетках указал на молекулу HMGB2, стимулирующую рост клеток. Ее уровень рос вместе с всплеском производства иммунных клеток, и она также способствовала реактивации рака. «Даже без воспаления в других частях тела одного лишь повышенного содержания HMGB2 в искусственной кости было достаточно, чтобы стимулировать активацию большего числа раковых клеток, — говорит Илария. — Мы также проанализировали образцы костей людей с раком груди или предстательной железы — HMGB2 присутствовал там, где были активно делящиеся раковые клетки».
Илария подчеркивает, что воспаление не обязательно вызывает возвращение болезни. «Мы считаем, что это постепенный процесс, где каждое системное изменение повышает шанс пробуждения новых метастатических клеток», — отмечает она. Исследование показывает, что наблюдение за инфекциями, воспалениями и травмами после ремиссии может помочь выявить периоды, когда спящие клетки с большей вероятностью станут активными. «Как только раковые клетки начинают активно делиться, они могут отвечать на химиотерапию, поэтому понимание процессов, затрагивающих костный мозг, способно привести к раннему вмешательству», — заключает Илария.