Искусственные стволовые клетки охотятся на опухоль мозга

Перепрограммированные клетки кожи с помощью противоопухолевого оружия уничтожают клетки глиобластомы.

Глиобластомой называют одну из разновидностей рака мозга. Это одна из самых опасных опухолей вообще: она растет чрезвычайно быстро, формирует весьма разветвленные новообразования и активно метастазирует, так что избавиться от нее очень трудно – что бы мы с ней ни делали, какие-то клетки все равно останутся в мозге и дадут начало новому очагу болезни.

Более того, у глиобластомных клеток (как и у клеток других видов опухолей) есть одна особенность, позволяющая им выживать в сложных условиях: они выделяют особые вещества, из-за которых организм воспринимает рак как рану, требующую заботы и лечения. В результате в опухоль приходят обманутые стволовые клетки, в чью задачу входит лечение повреждений, и обеспечивают, так сказать, условия наибольшего благоприятствования для дальнейшего развития болезни.

Но эту особенность можно обратить против самой опухоли: если взять стволовые клетки, из которых получаются нейроны и служебные клетки нервной системы, модифицировать их так, чтобы они синтезировали вредные для опухоли молекулы, и послать их в больной мозг – там они пойдут на зов глиобластомы и отравят ее. Однако тут возникает целый ряд сложностей, главная из которых состоит в том, что раздобыть нервные стволовые клетки на самом деле не очень просто.

С одной стороны, можно взять готовые клетки, которые в каком-то количестве есть и у взрослых людей – но тогда придется делать лишнюю хирургическую операцию: сначала мы залезаем в мозг за стволовыми клетками, потом их модифицируем в лаборатории, потом снова запускаем в мозг. С другой стороны, можно использовать индуцированные стволовые клетки.

Их получают так: зрелые, дифференцированные клетки (например, из кожи) перепрограммируют с помощью молекулярных сигналов, в буквальном смысле возвращая в детство – они становятся стволовыми. На этом этапе из них можно сделать все что угодно. Затем их обрабатывают новой порцией молекулярных сигналов, после чего «всемогущие» искусственные стволовые клетки утрачивают часть своего «всемогущества» и превращаются в нервные стволовые клетки, из которых, как было сказано выше, получаются только нейроны и вспомогательные клетки нейроглии. Теперь их можно настроить против рака и отправить в мозг.

Второй путь кажется более предпочтительным, однако в связи с двухэтапными превращениями появляется опасность, что индуцированные стволовые клетки сами станут раковыми. Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл решили использовать экспресс-метод и превратили клетки кожи сразу в нервные стволовые клетки, минуя стадию «всемогущества» – чем меньше превращений, тем меньше риск, что что-то пойдет не так и что стволовая клетка испытает злокачественное перерождение.

Однако следом возник другой вопрос: смогут ли такие клетки добраться до рака, как это делают натуральные нервные стволовые клетки мозга? В статье в Science Translational Medicine Шон Хингтген (Shawn D. Hingtgen) и его коллеги пишут, что в экспериментах с отдельной опухолью, которая росла в культуральной среде вне организма, перепрограммированные клетки действительно шли к ней – правда, не очень быстро, проделывая всего 500 микрометров за 22 часа, однако в конце концов они доходили до цели и протискивались внутрь глиобластомы.

Затем настала очередь мышей, которым такие клетки, нагруженные лекарством, вводили прямо в опухоль. Результаты оказались вполне обнадеживающими: менее чем за месяц глиобластома съеживалась в размере на 20–50%, а сами мыши жили в два раза дольше, нежели те, которых не пытались лечить.

В другом варианте эксперимента рак удаляли из мозга животных, а в образовавшееся свободное место запускали те же искусственные нервные стволовые клетки, которые в прошлом были клетками кожи. Обычно после хирургического удаления глиобластомы какие-то клетки от нее остаются и вскоре формируют новые опухоли, однако после клеточного «десанта» новые злокачественные очаги были в среднем в 3,5 раза меньше, чем у обычных прооперированных мышей.

Сейчас исследователи занимаются тем, что проверяют, насколько хорошо перепрограммированные клетки путешествуют на большие расстояния – ведь если говорить о человеческом мозге, то он все-таки сильно крупнее мышиного, и ползти до опухоли в нем нужно дольше. В перспективе метод «клеточной охоты» можно было бы использовать если и не для полного излечения глиобластомных опухолей, то хотя бы для их сдерживания.