Ученые создали модель роста редкого и агрессивного вида опухолей

Биофизики из МФТИ с коллегами впервые в России создали модель роста сарком на куриных эмбрионах. Применив метод высокочувствительной визуализации раковых клеток, содержащих флуоресцентные и люминесцентные метки, они определили факторы образования кровеносных сосудов при остеосаркоме.

Злокачественные новообразования встречаются все чаще по мере старения населения Земли. Многие из них поддаются лечению, в том числе благодаря терапии нового поколения. Тем не менее раковые клетки способны быстро приспосабливаться к лекарствам, что наряду с их разнообразием требует создания все новых подходов к лечению.

В своем исследовании авторы сосредоточились на саркомах. Это редкие и агрессивные опухоли, которые развиваются в соединительных тканях: около 80 % сарком отмечают в мягких тканях, остальные 20 % — в костях. Саркомы относят к опасным заболеваниям: пациент с остеосаркомой (саркома костной ткани) имеет лишь 50 % шанса прожить пять лет.

Чтобы лучше изучить поведение таких опухолей, исследователи создали модель на основе хорион-аллантоисной мембраны куриного эмбриона (chick embryo chorioallantoic membrane, сокращенно CAM). Это временный эмбриональный орган, образующийся у птиц, рептилий и млекопитающих при слиянии зародышевых оболочек: хориона (серозы) и аллантоиса. Эта система позволяет в короткие сроки наблюдать развитие опухоли в условиях, близких к живым тканям, избегая при этом сложных и длительных экспериментов на животных.

В процессе разработки модели ученые создали эффективную систему лентивирусной доставки генетического материала, с помощью которой в клетки остеосаркомы человека и фибросаркомы мыши водили люминесцентные метки. Для ускорения роста саркомы и увеличения размеров опухоли авторы впервые использовали специальную среду, обогащенную опухолевыми клетками. Она содержала целый набор биомолекул, выделяемых этими же опухолями вовне, — так называемый секрет.

В ходе исследования выяснилось, что ключевыми компонентами обогащенной среды оказались различные молекулы с регуляторной функцией — цитокины, хемокины, факторы роста и т. д.

«Особое внимание в нашем исследовании привлек фактор роста эндотелия сосудов VEGFA (Vascular endothelial growth factor A). Этот белок стимулирует образование новых сосудов в опухоли, влияет на иммунный ответ и тем самым способствует росту злокачественного новообразования. Комплексное изучение белков в составе обогащенной среды показало значительное повышение концентрации именно этого фактора роста», — рассказал один из авторов исследования, директор Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ Денис Кузьмин.

Исследователи указывают на большое значение секретома опухоли для увеличения ее кровеносной сети и формирования «среды обитания», способствующей ее росту. При этом фактор VEGFA представляет собой перспективную мишень для вмешательства в процесс прорастания сосудов опухоли.

«Выявленные нами в составе обогащенной среды другие факторы роста также являются потенциальными мишенями для терапии, направленной против разрастания кровеносных сосудов (ангиогенеза) опухоли. Разработанная нами модель позволила продолжить изучение этих перспективных факторов-мишеней, а также уже доказала свою применимость не только для исследования сарком, но и для немелкоклеточного рака легких и рака молочной железы человека. Таким образом, наша модель дает онкологам уникальный инструмент для достаточно быстрой оценки эффективности как новых препаратов против опухолевого ангиогенеза, так и против местазирования клеток других видов рака», — прокомментировал заместитель руководителя лаборатории персонализированной химио-радиотерапии Института биофизики будущего МФТИ Сергей Леонов.

В работе кроме сотрудников лаборатории персонализированной химио-радиотерапии Института биофизики будущего МФТИ и Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ принимали участие их коллеги из ФИЦ Оригинальных и перспективных биомедицинских и фармакологических технологий и Института биофизики клетки РАН (Пущино).

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации