Проникающие клетки глиобластомы могут захватить церебральные кровеносные сосуды на ранних стадиях прогрессирования заболевания и повредить защитный барьер мозга, как показывают исследования на мышах. Это открытие может в конечном итоге привести к новым способам вызвать смерть опухоли, поскольку методы лечения могут достичь этих смертельных клеток в более ранний момент времени, чем считалось возможным ранее. Это исследование, опубликованное в Nature Communications, было поддержано Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта (NINDS), входящим в состав Национальных институтов здравоохранения.
Глиобластома, тип агрессивной опухоли головного мозга, является одной из самых разрушительных форм рака. Эти опухоли быстро распространяются и трудно поддаются лечению, потому что мозг защищает себя от посторонних веществ.
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) предназначен для предотвращения попадания вредных веществ в мозг и для регулирования транспорта важных молекул между мозгом и кровью. Один из компонентов ГЭБ – плотно прилегающие соединения (называемые плотными соединениями), которые образуют уплотнения между эндотелиальными клетками кровеносных сосудов. Есть несколько других типов клеток, которые покрывают кровеносный сосуд, в том числе специализированные клетки мозга, известные как астроциты, которые имеют обширные выступы, называемые концами, которые покрывают 90 процентов поверхности кровеносных сосудов. Концы астроцитов высвобождают молекулы, которые регулируют плотные контакты между эндотелиальными клетками. Они также выделяют определенные химические вещества, которые вызывают расширение или сужение кровеносных сосудов, тем самым регулируя кровоток в головном мозге. В целом ГЭБ можно рассматривать как умную защитную оболочку, отделяющую кровь от мозга.
Харальд Зонтхаймер, доктор философии.D., из Университета Алабамы в Бирмингеме и его коллеги исследовали взаимодействия между клетками глиобластомы, астроцитами и церебральными кровеносными сосудами. Они использовали мышиные модели глиобластомы, флуоресцентные красители и различные методы визуализации, чтобы увидеть, как опухолевые клетки мигрируют через мозг и взаимодействуют с другими клетками и кровеносными сосудами.
В текущем исследовании доктор. Команда Зонтхаймера показала, что почти все клетки глиобластомы за пределами основной массы опухоли располагались в пространстве между концами астроцитов и внешней поверхностью кровеносного сосуда. Используя сетку мелких кровеносных сосудов в качестве каркаса, клетки глиобластомы смогли мигрировать по сосудам и извлекать питательные вещества из крови для себя.
"Подавляющее большинство опухолевых клеток связано с кровеносными сосудами. Эти клетки, по-видимому, используют сосуды как магистрали для перемещения на большие расстояния внутри мозга," сказал доктор. Sontheimer.
Кроме того, результаты показали, что клетки глиобластомы захватывают контроль над кровотоком, забирая его у астроцитов. В результате плотные соединения стали ослабевать, что привело к выходу из строя BBB. Доктор. Зонтхаймер и его коллеги были удивлены тем, что очень небольших групп опухолевых клеток, даже отдельных клеток, было достаточно, чтобы ослабить ГЭБ на ранней стадии заболевания.
"Данные наших моделей показывают, что на ранней стадии заболевания проникающие опухолевые клетки не полностью защищены гематоэнцефалическим барьером и могут быть более уязвимы для лекарств, доставляемых в мозг через кровь. Если эти результаты верны для людей, лечение антиинвазивными агентами может быть полезным у пациентов с впервые диагностированной глиобластомой," сказал доктор. Sontheimer. Он добавил, что локальные нарушения в ГЭБ могут позволить точную доставку лекарств на региональном уровне для атаки опухолевых клеток даже на самой ранней стадии.
"Доктор. Открытия Зонтхаймера дают нам новые взгляды на то, как клетки глиобластомы успешно вторгаются в мозг и контролируют кровоток в своих интересах. Эти открытия могут изменить современные подходы к лечению глиобластомы," сказала Джейн Фонтейн, доктор философии.D., программный директор, отвечающий за портфолио NINDS по опухолям мозга.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы узнать больше о том, как регулируется ГЭБ, и как опухолевые клетки головного мозга захватывают существующие сосуды для роста и распространения. Лучшее понимание того, как опухолевые клетки взаимодействуют с ГЭБ, может увеличить нашу способность лечить пациентов с глиобластомой.