Мышиная модель показала, как один вид рака превращается в другой

Опухоли легких, называемые аденокарциномами, в некоторых случаях реагируют на первоначально эффективное лечение, трансформируясь в гораздо более агрессивный мелкоклеточный рак легких, который быстро распространяется и имеет мало вариантов лечения. Исследователи разработали мышиную модель, на которой раскрыли механизмы этой гистологической трансформации.

Раковые клетки продолжают эволюционировать, чтобы избежать давления эффективных методов лечения. Например, мелкоклеточный рак легких чаще всего встречается у заядлых курильщиков, но также развивается у пациентов с аденокарциномами легких. Особенно часто это происходит после лечения, нацеленного на белок, называемый рецептором эпидермального фактора роста. Новые мутировавшие опухоли типа мелкоклеточного рака легких устойчивы к терапии против этого рецептора, поскольку их рост «подпитывается» новым фактором, вызывающим рак, — высоким уровнем белка Myc.

Некоторые онкогены, такие как ген рецептора эпидермального фактора роста и Myc, в норме контролируют рост клеток, а в мутантном варианте известны своей ролью в стимулировании роста и распространении рака. Гены — супрессоры опухолей, с другой стороны, останавливают деление клеток и дальнейшее развитие онкологического заболевания.

Исследователи, чья работа опубликована в журнале Science, обнаружили, что при переходе от аденокарциномы легких к мелкоклеточному раку легких мутировавшие клетки претерпевают изменение клеточной идентичности через промежуточное состояние, подобное стволовым клеткам. Ученые сконструировали мышей с распространенной формой аденокарциномы легких, при которой эпителиальные клетки легких управляются мутировавшей версией гена рецептора эпидермального фактора роста.

Затем ученые превратили опухоли аденокарциномы в опухоли мелкоклеточного рака легких, которые обычно возникают из нейроэндокринных клеток. Они сделали это, отключив ген рецептора эпидермального фактора роста и гены — супрессоры опухоли (Rb1 и Trp53), а также увеличив активность гена Myc, кодирующего одноименный белок.

В процессе трансформации исследователи обнаружили промежуточную стадию, подобную стволовым клеткам, которая не была ни аденокарциномой, ни мелкоклеточным раком легких. Клетки в этом переходном состоянии приобретали нейроэндокринную природу только при наличии мутаций в двух генах — супрессорах опухоли. Потеря еще одного супрессора ускоряла процесс. В этом случае онкогенный Myc запускал превращение промежуточных стволовых клеток в мелкоклеточный рак легких.

Исследование показало, что онкогены действуют контекстно-зависимым образом. В то время как большинство клеток легких устойчивы к превращению в раковые из-за белка Myc, нейроэндокринные клетки очень чувствительны к его онкогенным эффектам. И наоборот, эпителиальные клетки, которые выстилают воздушные мешки легких и выступают предшественниками аденокарцином легких, чрезмерно разрастаются в ответ на мутированный ген рецептора эпидермального фактора роста.

Новая научная работа стала еще одной в копилку нацеленных на белки семейства Myc, которые участвуют во многих типах рака. Ученым удалось объяснить, как мутировавшие гены раковых клеток запускают развитие нового типа рака, и предложить мишени для более эффективных методов лечения.

Теперь исследователи планируют применить новую мышиную модель для дальнейшего изучения перехода аденокарциномы в мелкоклеточный рак легких, детализируя, например, как иммунная система обычно реагирует на этот переход.