Почему в некоторых случаях рак возвращается – исследование

Иногда лечение весьма эффективно устраняет раковые клетки, однако если оно прекращается, рак может вернуться. Причину этого явления исследовали ученые из Бэйлорского медицинского колледжа (США).

Например, один из видов рака – хроническую миелоидную лейкемию – лечат препаратами, известными как ингибиторы тирозинкиназы. В целом эти препараты значительно улучшают клинические результаты, вплоть до полной ремиссии и длительной выживаемости. Но для достижения таких результатов пациент должен принимать лекарства до конца жизни. После прекращения их приема у половины больных наблюдается ремиссия без лечения, а у другой половины рак возвращается.

«Мы думаем, что рецидив происходит потому, что ингибиторы тирозинкиназы влияют на большинство клеток хронической миелоидной лейкемии, но не на ее стволовые клетки. Это подобно тому, как если бы мы спилили дерево, но оставили корни, которые вновь могут дать новые побеги», – отметил Даниэль Лакорацца, ведущий автор исследования из Бэйлорского медицинского колледжа.

Стволовые клетки лейкемии – это неуловимая крохотная клеточная популяция, которая инициирует и поддерживает рак. Стволовые клетки способны восстанавливаться посредством малоизученного механизма самообновления и вновь развиваться, образуя новые раковые клетки. Ученые считают, что ключ к ремиссии без лечения может быть найден в понимании этого механизма самообновления и в создании препаратов, нацеленных на этот механизм.

Лакорацца и его коллеги хотели лучше понять, как эти стволовые клетки обновляются. Их цель состояла в том, чтобы определить этап обновления, на который можно воздействовать, чтобы уничтожить стволовые клетки лейкемии и предотвратить рецидивы.

В лаборатории ученый и его команда работали с мышиной моделью и исследовали роль KLF4 в самообновлении стволовых клеток рака. KLF4, или Krüppel-подобный фактор 4, – это фактор транскрипции, играющий важную роль в самообновлении эмбриональных стволовых клеток рака.

«Мы обнаружили, что удаление гена KLF4 из стволовых клеток лейкемии в нашей мышиной модели приводило к появлению нестабильных стволовых клеток, которые со временем погибали – и, следовательно, мыши излечивались от рака», – рассказал Даниэль Лакорацца.

Ученые провели молекулярные исследования с целью изучения механизма, лежащего в основе этого результата. Основным изменением при удалении KLF4 было увеличение производства киназы DYRK2 – фермента, ответственного за стабильность белка, контроль клеточного цикла и апоптоз (запрограммированную гибель клеток). Полученные данные свидетельствуют о том, что KLF4 подавляет выработку фермента DYRK2. 

Второй целью исследователей было найти лекарственные препараты для повышения стабильности фермента DYRK2. Они обнаружили, что витамин K₃ ингибирует SIAH2 – фермент, участвующий в разложении DYRK2. Ученые проверили его на мышиной модели и образцах пациентов в лаборатории и подтвердили, что лечение витамином К₃ увеличивает DYRK2 и ингибирует рост стволовых клеток лейкемии.

Хотя витамин К₃ может быть токсичным для человека, но с его помощью ученые доказали, что воздействие на фермент DYRK2 может помочь устранить стволовые клетки рака. Исследователи продолжают искать лекарство, способное безопасно устранить стволовые клетки лейкемии у пациентов.