Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 142: как нервные клетки мозга проникают в опухоль простаты

20 мая 2019

Нервные волокна, появляющиеся в опухоли предстательной железы, усугубляют течение заболевания. Однако, исследователям ранее не удавалось установить их источник. Последние же работы показали, что это могут быть предшественники нейронов мозга, которые проникают в опухоль предстательной железы и дают начало популяции нервных клеток. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Формирование нервных клеток в мозгах взрослой мыши происходит в субвентрикулярной зоне и в зубчатой извилине гиппокампа (а также в обонятельной зоне). В мышиной модели рака предстательной железы имеется нарушение гематоэнцефалического барьера вблизи субветрикулярной зоны, вызванной непонятными факторами. Нервные клетки-предшественники, несущие в себе даблкортин, через этот дефект выходят, мигрируют с кровотоком и проникают в опухоль предстательной железы. Там они превращаются в нейробласты – клетки, которые затем станут зрелыми нейронами. Credt: Mauffrey et al

Исследования за последние десятилетия (1, 2, 3) не раз доказывали, что взаимодействие между клетками опухоли и нервными клетками может подталкивать развитие опухолевого процесса. В частности, наличие в опухоли предстательной железы нервных клеток напрямую связано с прогрессированием новообразования и более вероятными метастазами в другие части тела. Но причины появления там нервных клеток до сих пор оставались загадкой.

В этой работе французские исследователи описали результаты опытов на мышах, у которых неожиданно обнаружили передвижение предшественников нервных клеток мозга в рак простаты. Оказалось, что эти клетки способны проникать в микроокружение опухоли и давать начало новым нервным клеткам.

Чтобы выяснить, как связаны нейроны с опухолями предстательной железы, научная группа из нескольких институтов Парижа под руководством Филиппа Моффре (Philippe Mauffrey)проводила эксперименты на мышах, у которых была модель рака предстательной железы Hi-myc, Они выяснили, что найденные в опухоли молодые нервные клетки (нейробласты) экспрессируют специфический белок даблкортин (DCX), который также производится и клетками-предшественниками, дающими начало новым нейронам в мозге.

Выделив эти клетки и изучив экспрессию их белков, авторы с помощью подхода, который называется антигенным профилированием, смогли отследить их источник. Обнаружилось, что эти опухолевые нейробласты имеют в своем распоряжении еще несколько белков, характерных для мозговых нейрональных клеток-предшественников, но не несут в себе важный для развития опухоли Hi-myc ген Myc. То есть, скорее всего, они к этой опухоли не относятся и из нее не происходят.

Дальнейшее исследование нейробластов также не выявило никаких сходств с другими типами клеток в микроокружении опухоли. Однако, авторы также обнаружили, что эти клетки имеют молекулярные признаки, сходные с таковыми у клеток-предшественников нейронов из субвентрикулярной зоны мозга (одна из трех зон нейрогенеза в мозге).

Кроме того, команда Моффре изучила нейрональные клетки-предшественники в мозгах мышей и пришла к окончательному выводу, что именно они управляют нейрогенезом в опухоли предстательной железы. Ученые предположили, что будущие нейроны из субвентрикулярной зоны способны преодолевать гематоэнцефалический барьер и выходить в кровоток, в дальнейшем проникая в опухоль.

Чтобы подтвердить это предположение, ученые использовали различные модели рака у мышей, полученные с помощью опухолевых клеток человека. И они постоянно наблюдали похожую миграцию клеток-предшественников нейронов из мозга в опухоль. Кроме того, когда они использовали технику, подавляющую экспрессию DCX в нейробластах, у животных онкообразование нарушалось по сравнению с контрольными мышами.

Эти выводы подтверждают не только влияние нейробластов на развитие и прогрессирование опухолей, но и также «мозговое» происхождение этих клеток. Однако, главный вопрос остается открытым: имеет ли подобное явление ведущую роль в развитии рака предстательной железы у человека? Кроме того, еще предстоит определить, как нейрогенез у людей сохраняется в субвентрикулярной зоне на протяжении всей жизни, поскольку с нейрогенезом, например, в гиппокампе все сложно.

Может быть так, что механизмы, которые управляют нейрогенезом у людей, отличаются от механизмов, наблюдаемых в системах, изученных Моффре и его коллегами. Кроме того, модели Hi-myc может быть не достаточно для моделирования всех типов рака предстательной железы. Также нельзя исключать возможность того, что некоторые из этих нервных клеток возникают самостоятельно, трансформируясь из других типов клеток в опухоли или ее микроокружение.

В любом случае, выводы требуют дальнейших исследований и ответов на множество вопросов. Например, на то, как и почему происходит нарушение гематоэнцефалического барьера в субвентрикулярной зоне, что предшественники нейронов получают доступ в кровь? Для чего нужен этот механизм? Надеемся, исследователи разъяснят эти моменты уже совсем скоро.

Текст: Вера Попович

Progenitors from the central nervous system drive neurogenesis in cancer by Philippe Mauffrey, Nicolas Tchitchek, Vilma Barroca, Alexis Bemelmans, Virginie Firlej, Yves Allory, Paul-Henri Roméo & Claire Magnon in Nature. Published May 2019.

https://doi.org/10.1038/s41586-019-1219-y

Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен, Одноклассниках и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.