РАКОВАЯ КЛЕТКА ИЗМЕНЯЕТСЯ ДАЖЕ В ПРОБИРКЕ

Раковая клетка постоянно изменяется

Клеточные линии раковых клеток используются как основа для исследования рака. Эти отдельные группы клеток, обычно собранные из образцов опухолей пациентов и выращенные в лаборатории, в течение длительного неопределенного срока, позволяют делать множество фундаментальных генетических исследований для открытия новых лекарств. 

Но ранее ученые полагали, что отдельные раковые клеточные линии остаются генетически однородны даже, если они продолжают расти и делиться. Теперь же новые исследования показывают, что эти раковые клетки в пробирках могут развиваться таким образом, что это приведет к резкому изменению их реакции на лекарства

Такая эволюция раковых клеток потенциально обусловлена лабораторными условиями в которых эти клетки выращивают. И эти изменения могут помочь объяснить, почему различные исследования, которые используют одни и те же раковые клеточные линии часто имеют противоречивые результаты. 

Эти научные находки, как сообщили в научном журнале Nature, требуют, что ученые должны обратить внимание в своих экспериментах, что используемая клеточная линия и созданная на её основе модель рака, точно отражает ту опухоль, которую они изучают. 

 

В зависимости от генетических и эпигенетических изменений, связанных с микроокружением опухоли, раковые клетки меняют свою активность и могут становиться более похожими на стволовые раковые клетки.
В зависимости от генетических и эпигенетических изменений, связанных с микроокружением опухоли, раковые клетки меняют свою активность и могут становиться более похожими на стволовые раковые клетки.

ЭВОЛЮЦИЯ В ЛАБОРАТОРНОЙ ПРОБИРКЕ

Ученые уже давно признали, что клеточные линии не идеально имитируют свои опухоли происхождения. Тем не менее, они считаются достаточно репрезентативными и стабильными такие раковые клетки, что обеспечивает точное понимание биологии рака и реакцию этих клеток на лекарства. На самом деле, каждый разработанный протокол лечение рака, который доступен сегодня, был, в какой-то момент, проверен на этих лабораторных моделях. 

Впервые ученые начали подозревать, что эти раковые клеточные линии эволюционируют, когда они переосмысливали данные секвенирования 106 клеточных линий, размещенных в двух больших коллекциях: Энциклопедия линий рака (CCLE) и Геномика чувствительности препаратов к раку Института Сангера. Эти линии должны были быть генетически идентичны в обеих коллекциях, но команда ученых обнаружила высокие уровни изменчивости. Например, 19% генетических мутаций, найденных исследователями, присутствовали только в одной коллекции или в другой

 

Затем команда провела глубокий молекулярный анализ 27 и 23 штаммов, соответственно, двух широко используемых клеточных линий: эстроген-рецептор-положительной линия рака молочной железы MCF-7 и линия рака легких A549. Анализ включал секвенирование ДНК цельного генома, целевое секвенирование ДНК почти 450 генов, которые обычно мутируют при раке, и объемное одноячеечное секвенирование РНК. 

Результаты этих работ выявили поразительные геномные различия между штаммами, начиная от одиночных мутаций до крупномасштабных изменений в структуре генома, и до крупных изменений в экспрессии генов - все это указывает на то, что клеточные линии не были такими стабильными и такими идентичными, как думали исследователи. Эти генетические и экспрессионные различия также повлияли на темпы роста штаммов, размер и форму раковых клеток, и другие признаки. 

Команда ученых расширила свои исследования, проведя целенаправленное секвенирование на 11 дополнительных линиях раковых клеток, представляющих различные типы опухолей (например, рака простаты, рака толстой кишки, рака печени, рака кожа). По всем этим клеткам ученые обнаружили обширную генетическую изменчивость в пределах линий. 

 

Изменения в опухоли в зависимости от окружения
ИЗМЕНЕНИЯ В ОПУХОЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОКРУЖЕНИЯ

 

Что движет этими изменениями? Проводя эксперименты в различных лабораторных условиях, ученые обнаружили, что даже изменение питательных сред (внешняя среда для раковой клетки, например, кровь, насыщенная различными витаминами, минералами или биологическими веществами), в которых культивируются клеточные линии, может дать некоторым раковым клеткам преимущество для роста по сравнению с другими, позволяя генетически различным популяциям развиваться. 

И, извлекая одиночные раковые клетки, и выращивая их в разных средах, команда также обнаружила, что потомство изолированных одиночных клеток может самопроизвольно получить новые мутации. Это показывает, что новые, генетически отличные популяции раковых клеток могут возникнуть из индивидуально изолированных клеток. 

 

ИЗМЕНЕНИЕ РАКОВЫХ КЛЕТКАХ ВЛИЯЕТ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ЛЕКАРСТВЕННЫМ ПРЕПАРАТАМ

Чтобы понять, как эти генетические изменения могут повлиять на реакцию на лекарства, команда ученых протестировала 27 штаммов MCF-7 против 321 лекарственного препарата. Оказалось, что способность любого препарата по замедлению роста, или способность убить раковые клетки, связаны с генетическими особенностями штамма и его экспрессией генов. 

Вместе взятые, полученные результаты подчеркивают необходимость развития понимания учеными того, как раковые клетки, которые они используют в своих опытах, могут генетически отличаться от их родительской линии. 

С этой целью исследовательская группа разработала и планирует выпустить онлайн-инструмент, сетчатый фильтр для раковых клеток, чтобы помочь другим ученым оценить, насколько штамм клеточной линии, который они используют, генетически расходился с эталонными образцами в коллекции Энциклопедии Cancer Cell Line. 

 

Источник информации 

https://medicalxpress.com/news/2018-08-evolution-cancer-cell-lines.html

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0409-3

 

Примечание от ПРИРОДЫ ПРОТИВ РАКА 

 

Эта информация вновь подтверждает факты того, что практически каждая раковая опухоль является индивидуальной и неповторимой, и что лечение должно опираться на особенность конкретной опухоли.

 

Кроме того, эти данные также приводят к неутешительным выводам, что все применяемые лекарственные препараты, в конце концов, становятся менее эффективными из-за изменчивости отдельных раковых клеток.

 

Более того, стоит обратить внимание на вывод ученых, что изменчивость раковых клеток зависит от внешней среды, в которой эти клетки находятся. А такая внешняя среда в организме человека зависит от того, что съел человек, от физической нагрузке, от экологии окружающей среды и от многого то, что нас окружает и от нашей реакции на обстоятельства жизни.

ЕЩЕ БОЛЬШЕ ПОЛЕЗНОЙ ИНФОРМАЦИИ О МУТАЦИЯХ

Яндекс.Метрика