Насколько лабораторный рак похож на настоящий?

Лабораторные культуры раковых клеток не очень похожи на клетки из настоящих опухолей.

Мы очень часто встречаем научные новости про злокачественные опухоли, раковые клетки, про новые антираковые лекарства, но не всегда обращаем внимание на то, как в каждом конкретном случае исследователи работали с раком. Например, лекарства: новый препарат всё-таки не начинают сразу изучать на людях. А на чём его тогда изучают? Здесь есть разные варианты. Например, лабораторная культура клеток: раковые клетки бесконечно растут слоем в питательной среде, а мы их подвергаем разным испытаниям. Или, например, можно взять лабораторную мышь: либо у неё будет мутация, которая вызывает рак, аналогичный человеческому, либо мыши просто пересаживают образец человеческой опухоли и она у неё живёт. Или есть ещё один, третий вариант: вырастить крохотную трёхмерную опухоль, подобно тому, как выращивают органоиды – микроскопические подобия кишечника, желудка, коры мозга и т. д.

Очевидно, что и клетки, которые растут слоем в лабораторной посуде, и все остальные формы существования рака в лаборатории – это не совсем то же самое, что настоящая опухоль. Дело даже не в мутациях: с одними и теми же мутациями клетки могут по-разному реагировать на то, что происходит вокруг них в зависимости от того, в каких условиях они живут. Сотрудники Университета Джонса Хопкинса сравнили настоящие опухоли с лабораторными культурами клеток, пересаженными опухолями и опухолевыми органоидами. Сравнивали их друг с другом по РНК. Чтобы генетическая информация в ДНК заработала, её нужно скопировать в РНК, и дальше на РНК либо будут синтезироваться белки, либо сами молекулы РНК будут как-то функционировать в клетке. По уровню той или иной РНК можно понять, насколько активен тот или иной ген: чем более ген активен, тем больше в клетке соответствующей ему РНК.

Исследователи взяли для сравнения 22 типа опухоли. Это были опухоли, про которые было уже давно известно, как они ведут себя в «естественной среде»: образцы опухолей, взятые у больных, много раз анализировали на предмет активности генов. С другой стороны, для тех же опухолей есть несколько сотен клеточных линий, которые уже не одно десятилетие выращиваются в лабораториях по всему миру, есть несколько сотен видов ксенографтов (так называют человеческие опухоли, которые пересаживают от животного к животному), есть более ста опухолевых трёхмерных органоидов, есть более двадцати линий мышей, у которых в генах есть нужные опухолевые мутации.

В статье в Genome Medicine говорится,что клеточные культуры оказались меньше всего похожи на настоящие опухоли. В одном случае клетки рака предстательной железы, когда их выращивали слоем в питательной среде, оказывались больше похож не на настоящий рак предстательной железы, а на рак мочевого пузыря. В общем, такие результаты можно было ожидать: когда клетки растут плоским слоем на дне какой-то посуды, они даже друг с другом  взаимодействуют не так, как в настоящей опухоли. Поэтому органоид, в котором клетки со всех сторон окружены другими клетками, уже будет больше похож на настоящую опухоль. А уж если раковые клетки растут в настоящем организме (пусть даже это лабораторная мышь), то они тем более будут вести себя так, как в настоящей опухоли.

Клеточные культуры, конечно, намного проще в обращении и дешевле, чем другие способы выращивать раковые клетки. И, конечно, вряд ли стоит пренебрегать результатами, полученными в опытах с клеточными культурами. Однако если мы хотим лучше понимать злокачественные процессы, если мы хотим ускорить прогресс в лечении онкологических заболеваний, то желательно всё же перепроверять полученные результаты – хотя бы наиболее важные – на экспериментальных моделях, которые более всего похожи на настоящий рак.