Опухолевые клетки любят оседать в костном мозге. Они используют его как место для спячки, чтобы потом выйти и развиться в новую опухоль. Чтобы попасть в костный мозг, опухолевые клетки притворяются стволовыми.

У 70% больных раком груди или простаты опухоль метастазирует в костный мозг. То же самое отмечается в 15–30% случаев опухолей лёгких, кишечника, желудка, мочевого пузыря, матки и ещё целого ряда злокачественных образований. Считалось, что «тяга» раковых клеток к костям объясняется,

• во-первых, их пассивным переносом кровью, а
• во-вторых, анатомической близостью первичной опухоли и расположенной рядом кости.

Вместе с тем существовали гипотезы о том, что раковые клетки могут сами целенаправленно стремиться в костный мозг.

В работе исследователей из Мичиганского университета (США) раскрывается механизм «своевольного» перемещения опухолевых клеток в кости. Оказалось, что они используют тот же механизм, что и стволовые клетки крови.

Около пяти лет назад учёным удалось выяснить, как стволовые клетки крови возвращаются в костный мозг (они делают это время от времени для отдыха и восстановления). Ключевыми элементами этого механизма оказались белок SDF1 и его рецептор CXCR4, которые определяют маршрут путешествия стволовой клетки «домой». Группе Рассела Тайхмана удалось раскрыть использование этих же белков раковыми клетками.

Рис. 1. Конкуренция клеток рака простаты (РСа) и кроветворных клеток (НSC) за «депо» (выемки в клетках костного мозга — остеобластах) (рисунок авторов исследования).

Исследователи вводили мышам клетки человеческого рака простаты и затем следили за перемещениями опухолевых клеток по организму. Оказалось, что они входят в те же зоны в костном мозге, что и человеческие кровяные стволовые клетки. Клетки опухоли конкурировали со стволовыми за территорию, на которой они могли бы пребывать в неактивном состоянии, пока не получат сигнал к развитию новой опухоли.

Учёные вводили мышам вещество-антагонист белка SDF1. Его действие стимулировало кроветворные клетки на выход из костного мозга в кровоток. Точно так же это вещество-антагонист подействовало и на клетки рака простаты, выгнав их из костного убежища. Кроме того, было установлено, что у мышей с внедрённым раком простаты подавлена продукция адгезионных молекул (молекул-«липучек», за счёт которых стволовые клетки могут садиться на стенки своих депо в костях) и регуляторных белков, которые стимулируют деление и самообновление кроветворных клеток в костном мозге. Исследователи приписали это действию раковых клеток, которые таким образом расчищают себе территорию для «отдыха».

Способность раковых клеток залегать в спячку является одной из причин устойчивости опухолей к терапии и последующих рецидивов болезни. Результаты представленного исследования могут быть использованы для насильственного изгнания спящих онкоклеток из убежищ с последующим их уничтожением. Это позволит во много раз поднять эффективность химиотерапевтического лечения и уменьшить вероятность постоянного «воскрешения» опухоли в организме.

Отчёт об исследовании опубликован в статье:

Yusuke Shiozawa, Elisabeth A. Pedersen, Aaron M. Havens, Younghun Jung, Anjali Mishra, Jeena Joseph, Jin Koo Kim, Lalit R. Patel, Chi Ying, Anne M. Ziegler, Michael . Pienta, Junhui Song, Jingcheng Wang, Robert D. Loberg, Paul H. Krebsbach, Kenneth J. Pienta and Russell S. Taichman Human prostate cancer metastases target the hematopoietic stem cell niche to establish footholds in mouse bone marrow. – Journal of Clinical Investigation. – Volume 121, Issue 4 (April 1, 2011) 2011;121(4):1298–1312. doi:10.1172/JCI43414.