Новое исследование ученых из Университета Райса (Rice University) и Онкологического центра Андерсона Техасского университета (University of Texas MD Anderson Cancer Center) показывает, как для обеспечения собственного роста опухоли яичников используют определенный тип стволовых клеток, находящихся в тканях брюшной полости. Эта работа, опубликованная он-лайн в журнале Cancer Research, предлагает новое направление таргетинга агрессивного рака яичников, состоящее в нарушении метаболических процессов, способствующих его росту и метастазированию.

Ученые из Университета Райса Дипак Награт (Deepak Nagrath),
Бахар Салимиан (Bahar Salimian) и их коллеги предложили
новый метод таргетинга агрессивного рака яичников,
заключающийся в нарушении метаболических процессов,
способствующих росту и метастазированию раковых клеток.
(Фото: Jeff Fitlow/Rice University)

«Присутствие определенного типа стволовых клеток, известных как стромальные клетки жировой ткани сальника, или O-ASCs [omental adipose stromal cells], уже связывалось с пролиферацией, миграцией и лекарственной устойчивостью опухолей яичников, но точная роль этих стволовых клеток оставалась неизвестной», – говорит руководитель исследования Дипак Награт (Deepak Nagrath), директор лаборатории системной биологии болезней человека в Университете Райса. «Мы установили, что O-ASCs обеспечивают раковые клетки метаболитами, которые нужны им для синтеза оксида азота – одной из ключевых сигнальных молекул, увеличивающей, как известно, приток крови».

Лаборатория Награта специализируется на анализе уникальных метаболических профилей различных видов рака. Впервые ученые заметили метаболические различия между раковыми и нормальными клетками 80 лет назад, когда немецкий химик Отто Варбург (Otto Warburg) сделал удостоенное Нобелевской премии открытие о том, что, по сравнению с нормальными, раковые клетки получают гораздо больше энергии на основе гликолиза. На протяжении десятилетий ученые считали, что так называемый эффект Варбурга применим ко всем типам рака, но исследования лаборатории Награта и другие работы показали, что каждый тип рака имеет свою собственную сигнатуру обмена веществ.

Так, Награт и его коллеги установили, что высоко агрессивные клетки рака яичников зависят от глутамина и что лишение этих клеток внешних источников глутамина, как это делают некоторые экспериментальные препараты, является эффективным способом уничтожения клеток рака яичников поздней стадии развития in vitro.

В новом исследовании аспирант лаборатории Награта Бахар Салимиан (Bahar Salimian) провела серию экспериментов по изучению сложных взаимосвязей между O-ASCs и клетками рака яичников.

O-ASCs – тип взрослых стволовых клеток, найденных в сальнике, участке брюшины в нижней части брюшной полости, куда наиболее часто метастазирует рак яичников. Предыдущие исследования показали, что клетки рака яичника производят гораздо больше оксида азота, чем здоровые клетки этого органа; в них постоянно расходуется аргинин, сырье, которое они конвертируют в оксид азота; они секретируют цитруллин, побочный продукт этой конверсии.

«При сокультивировании этих двух клеточных типов в лаборатории мы установили, что раковые клетки используют секретируемый стволовыми клетками аргинин и, сжигая этот аргинин, высвобождают цитруллин, который, в свою очередь, заставляет стволовые клетки вырабатывать больше аргинина», – объясняет Салимиан.

По мнению Награта, взаимозависимость между стволовыми и раковыми клетками спасает клетки опухоли яичников от некоторых из нормальных метаболических стрессов, с которыми в противном случае они столкнулись бы в процессе своего активного роста, а также позволяет им противостоять атакам со стороны некоторых химиотерапевтических препаратов.

«Наши данные показывают, что, повышая уровень оксида азота, O-ASCs активируют гликолиз и снижают оксидативный стресс в раковых клетках», – говорит Награт. «Не менее важно и то, что путем изменения баланса оксида азота, от которого зависит рост рака, может быть ослаблена O-ASCs-опосредованная химиорезистентность раковых клеток».

Многокомпонентный коктейль из лекарственных препаратов, нарушающий сигналинг между стволовыми и раковыми клетками, может расстроить метаболический баланс, на котором основана способность рака яичников к метастазированию, считает ученый. По его мнению, комбинированный таргетинг секретируемого аргинина ферментом L-аргиназой и секретируемых микросредой факторов ингибитором синтеза оксида азота L-NAME может быть эффективным терапевтическим подходом к лечению рака яичников и эндометрия.

Оригинальная статья

Nitric oxide mediates metabolic coupling of omentum-derived adipose to ovarian and endometrial cancer cells