Рыбки данио открывают новый путь в лечении рака

Впервые визуализация роста опухоли у рыбок данио показала, как вновь образованные раковые клетки способны использовать иммунную систему для распространения болезни. Это открывает путь для поиска методов терапии, направленных на уничтожение ранних стадий рака у человека.

Учёные из Бристольского университета (Великобритания) использовали флуоресцентные метки разных цветов, чтобы пометить иммунные клетки и опухолевые клетки в прозрачных рыбках данио и отследить их поведение и взаимодействие с помощью визуализации живых клеток.

Ключевые открытия:

  • Роль иммунных клеток: Эксперименты показали, что раковые клетки с меньшей вероятностью размножаются, если предотвратить контакт лейкоцитов (белых кровяных телец) с клетками-предшественниками рака. Это указывает, что иммунные клетки могут способствовать развитию болезни, посылая некий сигнал роста.
  • Химический аттрактант: Веществом, привлекающим иммунные клетки к раковым, оказалась перекись водорода (H2O2). Это не только дезинфицирующее средство, но и естественный побочный продукт метаболизма в организме.

Методология исследования:

  • Учёные активировали человеческий онкоген HRAS в специфических пигментных клетках (меланоцитах) кожи эмбрионов данио.
  • Рыбки данио были выбраны из-за их прозрачности и сохранения многих молекулярных и клеточных механизмов опухолеобразования, свойственных млекопитающим.
  • Превращённые (раковые) клетки активно привлекали клетки врождённого иммунитета. Аналогичный результат был получен при активации HRAS в других клетках и при использовании другого онкогена, SRC.
  • Было обнаружено, что опухолевые клетки продуцируют H2O2, а иммунные клетки движутся по градиенту концентрации этого вещества к раку.

Наблюдения и эксперименты:

  • Видеозаписи показали, что иммунные клетки пытаются поглотить и уничтожить раковые клетки.
  • Однако в некоторых случаях между клетками образовывались цитоплазматические связи, и раковые клетки, казалось, "удерживали" иммунные, когда те пытались покинуть зону.
  • Чтобы проверить, избегает ли опухоль уничтожения или использует иммунные клетки, учёные тремя способами заблокировали иммунный ответ:
    1. Предотвратили развитие иммунных клеток в первые три дня жизни эмбрионов.
    2. Двумя разными методами ограничили выработку H2O2.
  • Во всех случаях иммунные клетки не мигрировали к очагу рака, и образование раковых клеток сокращалось.

Значение работы:

Исследование, проведённое в сотрудничестве с учёными из Университета Манчестера (Великобритания) и Института молекулярной онкологии (Милан, Италия), публикуется в открытом журнале PLoS Biology. Оно впервые визуализировало раннее взаимодействие раковых клеток с окружением, показав, что опухоли не просто избегают уничтожения иммунной системой, а активно "завлекают" её, используя для собственного роста. Теперь учёные могут исследовать, как направить иммунные клетки на эффективный поиск и уничтожение рака на самых ранних стадиях.