Nature Cell Biology: предраковые клетки усиливают старение костного мозга

Предраковые изменения в клетках крови могут не только увеличивать риск лейкоза, но и изменять среду костного мозга задолго до проявления заболевания. К такому выводу пришли исследователи, изучившие взаимодействие мутировавших клеток с окружающими тканями. Работа демонстрирует, что важную роль играют не только сами мутации, но и изменения, которые они вызывают в микроокружении костного мозга. Исследование освещает, как предраковые клетки «старят» ткани, почему это способствует их распространению и каким образом открытие может повлиять на профилактику рака крови. Эту информацию сообщает издание Известия.

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Cell Biology, посвящено клональному гемопоэзу — состоянию, при котором отдельные стволовые клетки крови получают мутации и начинают производить непропорционально большую долю клеток крови. Хотя клональный гемопоэз сам по себе не является раком, некоторые мутантные клоны могут со временем развить дополнительные мутации и привести к онкологическим заболеваниям крови.

Ранее считалось, что такие клетки распространяются в основном благодаря преимуществу перед здоровыми. Однако новое исследование показало, что этого объяснения недостаточно. Оказалось, что мутантные клетки активно изменяют окружающую среду костного мозга, вызывая преждевременное старение мезенхимальных стромальных клеток, которые поддерживают нормальное кроветворение.

Дженнифер Тробридж, профессор лаборатории Джексона и автор исследования, отметила, что обычно предполагается, что стареющие клетки накапливаются с возрастом. Однако они впервые продемонстрировали, что клональный гемопоэз может ускорять этот процесс, создавая стареющие клетки в костном мозге быстрее, чем ожидалось для данного возраста.

Чтобы понять, как именно происходит этот процесс, исследователи проанализировали активность отдельных клеток костного мозга у мышей и в образцах тканей человека. Выяснили, что под воздействием мутантных клеток мезенхимальные стромальные клетки переходят в состояние клеточного старения. Они теряют нормальные функции, но продолжают существовать и выделяют сигнальные молекулы, изменяющие поведение соседних клеток.

Таким образом, формируется микроокружение, в котором мутантные клетки получают дополнительное преимущество перед здоровыми и легче расширяют свои клоны. Авторы исследования сравнили этот процесс с сорняком в саду.

Джайна Мистри, бывший научный сотрудник группы Тробриджа и соавтор исследования, пояснила, что раньше считалось, что сорняк просто растет быстрее, чем цветы. Однако теперь стало известно, что он также изменяет почву, делая ее менее благоприятной для здоровых растений и более подходящей для своего роста.

В следующем этапе работы исследователи проверили, что произойдет, если удалить из костного мозга стареющие стромальные клетки. Эксперименты показали, что после этого расширение мутантных клонов значительно сокращалось, а прогрессирование заболеваний крови у лабораторных животных замедлялось. Эти результаты подчеркивают, что важную роль играет не только сама мутация, но и среда, которую она формирует.

По мнению авторов, открытие открывает новое направление в профилактике онкологических заболеваний крови. Вместо того чтобы воздействовать исключительно на мутантные клетки, перспективным может оказаться вмешательство в изменения костного мозга, которые способствуют распространению этих клеток.

Дженнифер Тробридж добавила, что понимание возникновения признаков старения в костном мозге и превращения стволовых клеток в раковые клетки помогает выявить больше факторов, участвующих в этом процессе. Эти знания могут помочь раньше выявлять людей с высоким риском заболевания и предложить новые способы замедлить или остановить болезнь до постановки диагноза.

Авторы также подчеркивают, что аналогичные механизмы могут существовать и в других тканях организма. Поскольку мутантные клеточные клоны возникают не только в крови, но и в коже, кишечнике и пищеводе, в будущем исследователи планируют проверить, как изменение окружающей среды влияет на развитие других возрастных заболеваний и видов рака.