Ученые нашли «спящие» раковые клетки груди, скрывающиеся за защитными «щитами»

Ученые обнаружили скрытые «карманы» дремлющих раковых клеток, которые могут выживать после лечения за защитным клеточным «щитом» и позже вызывать рецидив. Credit: Shutterstock

Исследователи из Лаборатории медицинских наук Совета по медицинским исследованиям (LMS), Имперского колледжа Лондона и Института генетики UCL создали детальную клеточную карту опухолей молочной железы, выявив отдельные области, заполненные активно делящимися раковыми клетками, и другие, содержащие дремлющие клетки. Результаты, опубликованные в журнале Genome Medicine, показывают, что эти неактивные раковые клетки часто окружены иммунными клетками и клетками соединительной ткани, которые могут помогать защищать их от лечения.

Работа предполагает, что будущие методы лечения рака могут быть направлены не только на быстрорастущие опухолевые клетки. Возможно, потребуется также воздействовать на дремлющие раковые клетки и локальное микроокружение, которое позволяет им сохраняться, с целью остановки роста опухоли и снижения риска возвращения болезни.

Скрытые клетки внутри опухолей молочной железы

Опухоли молочной железы представляют собой сложные образования, состоящие из множества различных типов клеток. Наряду с быстро размножающимися раковыми клетками в них присутствуют иммунные клетки, новообразованные кровеносные сосуды и особенно тревожная группа раковых клеток, которые остаются необычно «тихими».

Эти дремлющие, или «покоящиеся», клетки могут переживать лечение и впоследствии способствовать распространению или возвращению рака. Исследователи из LMS, Имперского колледжа и UCL стремились понять, где эти клетки расположены в нелеченых опухолях, что их отличает и какие другие клетки обычно их окружают.

Используя общедоступные данные, команда создала подробные карты опухолей рака молочной железы и обнаружила отдельные скопления покоящихся клеток, окруженных другими клетками, которые могут служить защитным барьером.

Почему дремлющие раковые клетки опасны

«Покоящиеся раковые клетки очень опасны, — объясняет доктор Алексис Барр, соавтор исследования и руководитель группы контроля клеточного цикла в LMS. — Эти клетки могут прятаться от химиотерапии, оставаться в этом дремлющем состоянии в опухоли, а затем снова активироваться, чтобы стимулировать пролиферацию».

Раковые клетки могут входить в это дремлющее состояние в ответ на стрессовые условия внутри растущей опухоли. По мере быстрого расширения опухоли кровоток и поступление питательных веществ могут не успевать. Некоторые клетки реагируют на это, по сути, приостанавливая свой рост.

Подобно медведю, впадающему в спячку в трудные времена, эти клетки могут оставаться неактивными, пока окружающая среда не станет более благоприятной. Такая возможность может появиться после окончания лечения.

«Если мы хотим добиться долгосрочного контроля над опухолями и предотвратить рецидивы, мы должны сосредоточиться на этих дремлющих покоящихся раковых клетках и узнать о них больше», — добавляет Алексис.

Картирование опухоли клетка за клеткой

Чтобы исследовать эти скрытые популяции клеток, Алексис работал с командой вычислительной биологии доктора Марии Секриер из UCL над созданием детальной картины опухоли и окружающих ее иммунных и поддерживающих клеток.

Исследователи объединили секвенирование РНК отдельных клеток, которое показывает, какие гены использует каждая клетка, с пространственной транскриптомикой — методом, показывающим, где расположены эти клетки и какие соседние клетки находятся рядом.

«Мы обнаружили клетки, похожие на устойчивые к терапии, которые уже находились в опухоли до начала какого-либо лечения», — говорит Мария, предполагая, что некоторые характеристики, связанные с устойчивостью к лечению, могут существовать еще до начала терапии, а не появляться только как реакция на нее.

Исследователи наблюдали эту закономерность как в агрессивных формах рака молочной железы, так и в более медленно развивающихся типах — неожиданный результат, поскольку ранее покоящееся состояние связывали в основном с медленно растущими заболеваниями.

Защитное микроокружение вокруг дремлющих клеток

Анализ вышел за рамки самих раковых клеток. Исследователи также изучили множество типов поддерживающих клеток, которые становятся частью опухолевого микроокружения.

Выявилась устойчивая закономерность. Дремлющие раковые клетки часто располагались вблизи CXCL10-позитивных макрофагов (тип иммунных клеток) и миофибробластических рак-ассоциированных фибробластов (тип клеток, поддерживающих опухоль).

Эти окружающие клетки могли быть рекрутированы или изменены таким образом, чтобы помогать защищать дремлющие раковые клетки. Одна из возможностей заключается в том, что они создают физический или биологический барьер, который мешает иммунным клеткам, убивающим рак, или лечению эффективно достигать неактивных клеток.

«Раковые клетки действительно заключены в области макрофагов и фибробластов, которые, как мы считаем, действуют как щиты для этих дремлющих раковых клеток, — сказала Мария. — Но мы пока не знаем направление причинно-следственной связи: подталкивают ли окружающие клетки раковые клетки к состоянию покоя или раковые клетки привлекают или изменяют свое окружение. Вполне вероятно, что это происходит с обеих сторон».

Разные области опухоли могут требовать разного лечения

Многие химиотерапевтические препараты наиболее эффективны против быстро делящихся клеток. Дремлющие клетки, однако, не размножаются активно, что может сделать их гораздо более трудноустранимыми.

Результаты показывают, что быстрорастущие и дремлющие части одной и той же опухоли могут по-разному реагировать на лечение. Исследователи обнаружили повышенную активность каскада комплемента (части иммунной системы) в нишах дремлющих клеток. Это открывает возможность того, что методы лечения, нацеленные на этот путь, могут сделать эти области более уязвимыми.

Поддерживающие клетки, окружающие дремлющие раковые клетки, могут стать еще одной возможной мишенью для терапии. Однако исследователям еще предстоит определить, действительно ли эти клетки помогают поддерживать состояние покоя и насколько они важны для выживания раковых клеток.

«Разные части опухоли, вероятно, будут по-разному реагировать на разные препараты, — сказала Мария. — Если мы поймем, какие комбинации лекарств можно использовать для воздействия как на пролиферирующие, так и на дремлющие области, это потенциально может быть более успешным, чем современные методы лечения. Это дает нам первое представление о том, как мы можем вмешиваться с помощью различных терапевтических средств, нацеленных на разные области опухоли, где клетки адаптировались и эволюционировали по-разному».

Алексис добавил: «Очевидно, важно сосредоточиться на пролиферирующих раковых клетках, но нам также необходимо понять эту популяцию покоящихся дремлющих раковых клеток. А она изучена меньше».

Возможный путь к более длительному лечению

Идеи, порожденные этим анализом, еще предстоит проверить экспериментально. Тем не менее, обнаружение устойчивых к лечению областей, уже существующих внутри опухолей, и понимание поддерживающих их клеток может в конечном итоге помочь исследователям разработать более эффективные комбинации методов лечения рака.

Картируя покоящиеся клетки и окружающую их среду, ученые могут разработать методы лечения, которые атакуют как быстрорастущие части опухоли, так и дремлющие клетки, способные выжить и позже снова активироваться.

Эта работа была в основном профинансирована стипендией UKRI Future Leaders Fellowship, Советом по медицинским исследованиям и Советом по биотехнологии и биологическим наукам.

Источники:

Материалы предоставлены Лабораторией медицинских наук Совета по медицинским исследованиям (MRC).

Cenk Celik, William A. Weston, Thais de Moraes-Lacerda, Eloise Withnell, Shi Pan, Tooki Chu, John Labbadia, Alexis R. Barr, Maria Secrier. Spatial ecology of breast cancer reveals co-evolution of proliferative and dormant niches. Genome Medicine, 2026; DOI: 10.1186/s13073-026-01711-0