Глиобластомы являются наиболее агрессивной формой рака головного мозга – они быстро растут и распространяются по всему мозгу, и их практически невозможно искоренить, что обычно приводит к смерти в течение одного или двух лет после постановки диагноза. Ученые постоянно ищут более мощную целевую терапию, но пока безуспешно, отчасти потому, что глиобластомы трудны для изучения в лабораторных условиях.
«Глиобластомы агрессивны и настойчивы у пациентов, но всегда было очень трудно выжить в лаборатории», – говорит доктор наук доктор философии Апарна Бхадури из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. «В предыдущих попытках изучения глиобластом у мышей только 5–10 процентов опухолей человека выживают после трансплантации животным, что заставляет нас подозревать, что эти опухоли могут существенно отличаться от тех, которые не выживают».
Теперь Бхадури и Элизабет Ди Лулло, доктор философии, научный сотрудник в лаборатории Арнольда Кригштейна, доктор медицины, в Центре регенеративной медицины и исследования стволовых клеток UCSF Эли и Эдит, имеют первый Время помогло сохранить в лаборатории разнообразные глиобластомы с помощью органоидов мозга – шариков из простой ткани мозга, выращенных из стволовых клеток человека .
«Опухоли занимают наши модели органоидов почти в 100% случаев, а это значит, что мы наконец можем изучить весь спектр глиобластом в лаборатории», – сказал Ди Лулло.
В исследовании, опубликованном 2 января 2020 г. в Cell Stem Cell , Bhaduri, Di Lullo и коллеги впервые создали атлас глиобластом, взятых из хирургического лечения пациентов-людей, каталогизируя десятки различных типов клеток и экспрессию этих клеток в характерных паттернах. генов. Затем они использовали органоиды, выращенные из стволовых клеток человека, чтобы смоделировать, как эти генетически идентифицированные типы раковых клеток ведут себя в ткани мозга человека.
Они обнаружили, что глиобластомы, по-видимому, не происходят из одного типа клеток – то, что другие исследователи назвали « стволовыми клетками глиобластомы », – но вместо этого возникают из множества видов семенных клеток, включая тот, который выглядит и ведет себя очень как нейрональная стволовая клетка. Лаборатория Кригштейна, обнаруженная десять лет назад, называется клеткой внешней радиальной глии (oRG).
Эти клетки oRG гораздо более многочисленны у людей и других приматов по сравнению с другими млекопитающими, и их быстрое деление и характерная «скачкообразная» миграция во время развития мозга, возможно, способствовали эволюционному расширению мозга приматов, считают Кригштейн и его коллеги.
Эти клетки обычно исчезают по мере взросления мозга, но новые результаты показывают, что они могут вновь появиться при глиобластомах и могут помочь стимулировать способность опухолей быстро расти и распространяться через мозг. Авторы утверждают, что тот факт, что клетки oRG многочисленны у приматов, но отсутствуют у мышей, может даже объяснить, почему глиобластомы захватываются и распространяются только в тканях мозга человека или органоидах, но им трудно выжить у мышей.
«Наше исследование поднимает ряд важных вопросов для этой области, в том числе то, как стволовая клетка, присутствующая только в развивающемся мозге, вновь появляется во взрослой опухоли», – сказал Кригштейн, профессор неврологии и заслуженный профессор Джона Дж. Боуза в стволовых клетках. и Tissue Biology, которая также руководит центром широких стволовых клеток в UCSF. «К счастью, Апарна и Элизабет разработали модель системы, в которой мы можем начать находить ответы».
«Это исследование объединяет многочисленные дополнительные методы, чтобы предоставить исчерпывающие доказательства того, что глиобластомы возрождают программы стволовых клеток на ранних этапах развития мозга, включая миграционное поведение, которое может способствовать их быстрому распространению», – добавил соавтор Дэвид Роли, доктор медицинских наук, доктор философии. UCSF Health радиационный онколог и врач-ученый, специализирующийся в области биологии опухолей головного мозга семьи Хелен Диллер . «Это вселяет в меня уверенность в том, что результаты не только научно обоснованы, но и пригодны для пациентов-людей, что может привести к новым целевым методам лечения».