Новое исследование показало, что некоторые из самых смертоносных видов рака кожи могут начинаться со стволовых клеток, которые придают цвет волосам, и возникают в волосяных фолликулах, а не в слоях кожи.
Волосяные фолликулы – это сложные органы, которые находятся в слоях кожи. Именно там незрелые производящие пигмент клетки развивают генетические изменения, вызывающие рак, и на втором этапе они подвергаются нормальным сигналам роста волос, говорят авторы исследования.
Предыдущие модели болезни утверждали, что солнечный свет (e.грамм., ультрафиолетовое излучение) было основным фактором риска меланомы, но текущая работа утверждает, что триггеры всегда присутствуют в нормальных фолликулах.
Новое исследование, опубликованное 4 ноября в журнале Nature Communications, показало, что, в отличие от своих нормальных аналогов, новые раковые пигментные стволовые клетки затем мигрируют вверх и из фолликулов, образуя меланомы на близлежащей поверхности кожи перед тем, как распространиться глубже. Исследование проводилось на генно-инженерных мышах, результаты подтверждены на образцах тканей человека.
"Подтвердив, что онкогенные пигментные клетки в волосяных фолликулах являются истинным источником меланомы, мы лучше понимаем биологию этого рака и новые идеи о том, как с ним бороться," говорит автор соответствующего исследования Маюми Ито Судзуки, Ph.D., доцент Рональда О. Перельмана Отделение дерматологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета и Онкологический центр Перлмуттера.
Невидимый след обнаружен
Результаты исследования отражают развитие, в котором человек начинается с единственной стволовой клетки, эмбриона, и становится плодом, состоящим из сотен типов клеток. Попутно стволовые клетки делятся, размножаются и специализируются, пока, наконец, не становятся клетками, способными играть единственную роль (e.грамм., нервы, кожа и т. д.).
Ситуация усложняется тем, что стволовые клетки могут превращаться в клетки более чем одного типа и могут переключаться между ними. Эта гибкость полезна во время развития, но может быть опасной для взрослых, у которых считается, что раковые клетки повторно приобретают аспекты ранних эмбриональных клеток. Из-за этой податливости исследователи предположили, что меланомы могут возникать из нескольких типов стволовых клеток, что затрудняет их лечение и затрудняет отслеживание их происхождения.
В новом исследовании рассматриваются стволовые клетки, которые превращаются в меланоциты, клетки, вырабатывающие белковый пигмент меланин, который защищает кожу, поглощая часть солнечных ультрафиолетовых лучей, повреждающих ДНК. Поглощая одни длины волн видимого света, но отражая другие, пигменты "Создайте" цвет волос.
Последовав серию элегантных шагов, исследовательская группа создала новую модель мыши для изучения меланомы, разработанную таким образом, что команда могла редактировать гены только в стволовых клетках фолликулярных меланоцитов (мышь c-Kit-CreER). Эта возможность позволила исследователям внести генетические изменения, благодаря которым только стволовые клетки меланоктерия – и их потомки, обреченные на образование меланом, – светятся независимо от того, куда они путешествовали.
Получив впервые возможность точно отследить ключевой тип стволовых клеток, авторы подтвердили, что клетки меланомы могут возникать из стволовых клеток меланоцитов, которые аномально мигрируют вверх и из волосяных фолликулов и попадают в эпидермис, самый внешний слой кожи. Затем команда отследила те же клетки, когда они там размножались, а затем переместилась глубже в слой кожи, называемый дермой.
Оказавшись там, клетки сбрасывают маркеры и пигмент, соответствующие их фолликулярному происхождению, предположительно в ответ на местные сигналы. Они также приобрели сигнатуры, похожие на нервные клетки (нейроны) и клетки кожи (мезенхимальные), молекулярные характеристики "почти в точности как" отмеченные при исследовании ткани меланомы человека.
Зная, где искать исходное событие, вызывающее рак, исследователи временно устраняли один за другим сигналы в фолликулярной среде, чтобы увидеть, образовался ли рак в их отсутствие.
Таким образом, команда подтвердила, что стволовые клетки фолликулярных меланоцитов, даже несмотря на то, что у них есть вызывающие рак генетические мутации, не размножаются и не мигрируют, вызывая меланомы, если они также не подвергаются воздействию эндотелина (EDN) и WNT. Эти сигнальные белки обычно вызывают удлинение волос и размножение пигментных клеток в фолликулах.
"Наша модель на мышах является первой, демонстрирующей, что стволовые клетки фолликулярных онкогенных меланоцитов могут вызывать меланомы, что обещает сделать ее полезной для выявления новых диагностических средств и методов лечения меланомы," говорит автор первого исследования Ци Сун, доктор философии.D., докторант в лаборатории Ито. "Хотя наши результаты потребуют подтверждения в дальнейших исследованиях на людях, они утверждают, что меланома может возникать в пигментных стволовых клетках, происходящих как в фолликулах, так и в слоях кожи, так что некоторые меланомы имеют множественное происхождение."