Протеин, който ракът на гърдата, белите дробове и други използва за насърчаване на тяхното разпространение - или метастази - в мозъка, е идентифициран от екип, ръководен от Weill Cornell Medicine и изследователи от Ню Йорк-Пресвитериан. Протеинът, CEMIP, сега ще бъде фокус на усилията за прогнозиране, предотвратяване и лечение на метастази в мозъка, които са честа причина за смърт от рак.

метастази

В своето проучване, публикувано на 4 ноември в Nature Cell Biology, учените установяват, че CEMIP подтиква кръвоносните съдове и резидентните имунни клетки в мозъка да произвеждат възпалителни молекули, които от своя страна подпомагат оцеляването и прогресията на раковите клетки, за да образуват мозъчни тумори. В експерименти с лабораторни ястия и животински модели премахването на CEMIP силно възпрепятства този процес на метастази в мозъка. В тестове върху тумори на гърдата и белите дробове на пациенти, изследователите свързват високите нива на CEMIP с висок риск от метастази в мозъка.

"Нашите открития показват, че блокирането на CEMIP може да бъде добра стратегия за предотвратяване или лечение на метастази в мозъка и че мониторирането на нивата на CEMIP в първични тумори може да ни даде възможност за първи път да прогнозираме риска от метастази в мозъка", каза съ-старши автор Д-р Дейвид Лайдън, професор по детска кардиология на Stavros S. Niarchos и професор по педиатрия и клетъчна биология и биология в развитието в Weill Cornell Medicine.

По-голямата част от смъртните случаи от рак се причиняват не от първоначалните, първични тумори, които се образуват, а от вторични, метастатични тумори в жизненоважни органи. Мозъчните метастази са най-смъртоносните от тях и също са относително чести, като се срещат при приблизително 150 000 до 200 000 пациенти с рак всяка година в Съединените щати. Няма добър начин за прогнозиране на тези метастази, камо ли за предотвратяване или лечение.

В проучването учените установиха, че CEMIP, протеин, свързан преди с някои видове рак, се произвежда на високи нива чрез метастазиране на мозъчни метастази в ракови клетки на човешки гърди и бели дробове. CEMIP е концентриран на особено високи нива в "екзозомите" на тези клетки, малки капсули, които се секретират от клетките и могат да циркулират в тялото и да бъдат погълнати от други клетки. За разлика от това, CEMIP има тенденция да се произвежда на относително ниски нива от ракови клетки, които метастазират в костите и други органи.

Екипът откри доказателства, че съдържащите CEMIP екзозоми от първични тумори на гърдата и белите дробове се поемат най-вече от ендотелни клетки, изграждащи кръвоносните съдове в мозъка, и от близките имунни клетки, пребиваващи в мозъка, наречени микроглиални клетки. Протеинът предизвиква промени в тези клетки, включително увеличеното производство на възпалителни молекули, които преди са били свързани с метастази.

„Дори когато изтрихме гена CEMIP от раковите клетки, осигурявайки CEMIP чрез екзозоми, възстановихме молекулярната среда в мозъчната тъкан, която позволи на раковите клетки да колонизират тази тъкан“, казва първият автор Гонсало Родригес, доктор по медицина. студент, коментиран от д-р Lyden и д-р Maria de Sousa, професор в университета в Порто в Португалия и допълнителен професор по педиатрия в Weill Cornell Medicine. Д-р де Соуза също е съ-старши автор на изследването.

При липсата на CEMIP, установиха учените, клетки от клетки, склонни към метастази в мозъка, не успяха да колонизират нормално мозъчната тъкан при експерименти с тъканни култури и при животински модели.

Съвместният автор д-р Дейвид Писапия, асистент по патология и лабораторна медицина в Weill Cornell Medicine и патолог в NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, изследва над 300 проби от първични и метастатични тумори на пациенти с рак на гърдата и белия дроб, и установи, че първичните тумори, свързани с метастази в мозъка, имат тенденция да имат много по-високи нива на CEMIP в сравнение с първични тумори, свързани с кости или други метастази, или без метастази. Изследователите свързват по-високото производство на CEMIP в първичния тумор с по-бърза прогресия до метастази в мозъка, докато по-високото производство на CEMIP в мозъчните метастази корелира с по-краткото време на оцеляване на пациентите.

Резултатите предполагат, че нивото на CEMIP в биопсирана туморна тъкан и екзозоми може да бъде полезен биомаркер на риска от метастази в мозъка. „Парадоксално е, че благодарение на подобрените терапии и удълженото време на преживяване все по-голям брой пациенти развиват метастази в мозъка, където туморните клетки, защитени от кръвно-мозъчната бариера, се„ крият “от терапиите. Затова би било чудесно да има инструмент за идентифициране на пациенти, които са най-изложени на риск от развитие на мозъчни метастази след стандартно лечение ", каза д-р Лайдън, който също е член на Центъра за ракови заболявания на Сандра и Едуард Майер и Института за здраве на децата в Гейл и Ира Друкир в Weill Cornell Medicine.

Сега учените работят с Института за откриване на три институции за терапия, партньорство, включващо Weill Cornell Medicine, Университета Рокфелер и Центъра за ракови заболявания Memorial Sloan Kettering, за разработване на диагностичен тест за нивата на CEMIP, както и терапевтично антитяло, което по принцип би забавило или предотвратяване на метастази в мозъка чрез блокиране на CEMIP.