Итоги исследования эволюции онкологических заболеваний 

Онкологические заболевания поджелудочной железы связаны с самой высокой в мире степенью смертности. Тем не менее, до сих пор не удалось определить генетические изменения, которые считаются причиной высокой степени агрессивности и раннего метастазирования при этой форме онкологии. Результаты исследования, проведенного командой специалистов Клиники Рехтс дер Изар (Klinikums rechts der Isar) Мюнхенского Технического университета (TUM) совместно с Германским онкологическим консорциумом (DKTK), в настоящее время выявили, что данные свойства могут быть обусловлены определенными видами размножения генов в ходе различных процессов эволюционирования опухоли. Это открытие позволяет сформулировать основные принципы биологического поведения данного вида злокачественных опухолей. 

До сих пор ученым не удавалось установить связь между такими свойствами опухоли поджелудочной железы, как, например, ее агрессивность, и изменениями генетического материала опухоли, или так называемыми мутациями. К тому же, при онкологических заболеваниях поджелудочной железы процесс метастазирования происходит значительно быстрее, чем при других видах злокачественных опухолей. И в этом вопросе причины генетического плана до сих пор остаются невыясненными. 

Команда исследователей во главе с профессором Роландом Радом (Prof. Roland Rad) и профессором Дитером Зауром (Prof. Dieter Saur) из терапевтической клиники и поликлиники II в составе Клиники Рехтс дер Изар и Германского онкологического консорциума сумела сделать важный шаг вперед, приближающий решение обеих проблем. С помощью различных мышиных моделей, используемых в исследовании онкологических заболеваний поджелудочной железы, им удалось обнаружить и детально описать молекулярные пути возникновения опухоли. Таким образом, ученые сумели выяснить механизм появления и развития различных свойств заболевания. Итоги исследования были опубликованы в специальном журнале “Нэйча” (“Nature”). 

В опухолевых клетках имеется множество дефектных копий онкогена 

Здоровые человеческие клетки имеют две копии каждого гена. В ходе проведения экспериментов исследователи на мышах выполнили мутацию обеих копий гена KRAS. Этот ген играет важную роль при разрастании клеток и активируется в 90 % всех опухолей поджелудочной железы. Такие гены называются также опухолевыми генами или онкогенами. В ходе исследования команда во главе с Роландом Радом совершила поразительное открытие: Мутированный ген оказался размноженным зачастую уже на самых ранних начальных стадиях возникновения опухоли. Когда же дупликация мутированных генокопий KRAS в опухоли отсутствовала, исследователями были зафиксированы случаи размножения в других онкогенах. 

"Кажется, как будто клетка вынуждена усилить сигнал роста с помощью дополнительных генокопий. Такая модель повышения дозы в процессе развития опухоли оставалась до сих пор без внимания", – говорит ведущий автор исследования Себастьян Мюллер (Sebastian Müller) из терапевтической клиники и поликлиники II и уточняет: "Нам удалось дополнительно показать, что степень агрессивности и склонность к метастазированию возрастали на фоне увеличения числа мутированных копий гена KRAS. "

Нарушение защитных механизмов собственного тела – определяющий фактор эволюции злокачественной опухоли 

Обычно здоровые клетки обладают собственными защитными механизмами, что позволяет предотвратить накопление мутаций. Почему же в клетках вообще беспрепятственно могло произойти такое повышение дозы? 

"В этом случае становится очевидной важность мышиных моделей. Они дают нам возможность провести комплексное наблюдение за чрезвычайно сложными процессами молекулярного развития онкологического заболевания и осуществить экспериментальный контроль, начиная со стадии здоровой клетки, затем на этапе клетки-предшественника опухоли и заканчивая агрессивной опухолью и ее распространением в различные органы", – заявляет профессор Дитер Заур. 

После инициированного исследователями процесса мутации в генах KRAS первоначально наблюдались дальнейшие мутации в так называемых генах-супрессорах опухолей. У каждой здоровой клетки имеется целый ряд генов, предотвращающих развитие опухолевых клеток. Основным научным выводом исследователей стало следующее заключение: В зависимости от того, какой опухолевый ген-супрессор оказался пораженным и насколько высока степень нарушения его функции, происходит размножение либо мутированного гена KRAS, либо другого онкогена. 

Выяснены важнейшие этапы развития 

Лишь после выключения собственных защитных механизмов клетки и последующего "повышения дозы" в итоге может появиться опухоль. Свойства опухоли поджелудочной железы в значительной степени зависят от того, по какому пути пойдет клетка и какие гены при этом будут участвовать. 

С помощью модели "повышения дозы" впервые стало возможным определить генетические образцы, обусловливающие агрессивность опухоли и связанный с нею процесс метастазирования. "Мы акцентируем внимание на том, что наше открытие описывает основной принцип при возникновении опухолей и имеет важное значение и при описании развития других видов онкологических заболеваний. Теперь мы хотим исследовать вопрос, насколько глубоко результаты этого нового видения биологических процессов образования опухолей могут быть внедрены в разработку новых методов лечения", – так профессор Роланд Рад определяет цели своего исследования на ближайшее будущее