Răspândirea celulelor canceroase semnalează de obicei o schimbare către tumori mai dificile și incurabile, dar direcția de răspândire a celulelor canceroase nu este întotdeauna imprevizibilă. În cazul cancerului de sân, cancerul numărul unu din lume cu cel mai mare număr de cazuri noi, oasele sunt locul cel mai probabil ca celulele canceroase să metastazeze, mult mai frecvent decât alte organe precum plămânii, ficatul și creierul. În plus, tumorile solide cum ar fi cancerul de stomac, cancerul de prostată, cancerul pulmonar, cancerul de rinichi, cancerul de ficat și melanomul malign au toate o probabilitate mare de metastază osoasă. Din cauza distrugerii osoase, a fracturii patologice, a compresiei nervoase și a altor motive, mulți pacienți suferă de dureri insuportabile după apariția metastazelor osoase.
În metastazele osoase canceroase, vertebrele precum vertebrele lombare și toracice suportă adesea cea mai mare parte a cancerului și sunt mai vulnerabile la invazia celulelor canceroase decât alte oase lungi, cum ar fi femurul. În unele cazuri, pentru fiecare metastază osoasă lungă apar cinci metastaze vertebrale.
De ce sunt vertebrele un loc cu risc atât de mare pentru metastazarea tumorii? Oamenii de știință cred că găsirea unui răspuns la această întrebare va duce la noi modalități de oprire și tratare a metastazelor osoase ale celulelor canceroase. Săptămâna aceasta, o echipă de cercetare condusă de profesorul Matthew Greenblatt de la Weill Cornell Medicine a făcut progrese importante într-o lucrare de cercetare tocmai publicată online în revista academică de top Nature (Dr. Jun Sun este primul autor al lucrării).
Lucrarea sugerează că motivul pentru care vertebrele sunt mai „atractive” pentru metastaza tumorii decât alte oase nu se datorează modelelor de flux sanguin, așa cum s-a speculat în ultimele decenii, ci că adevăratul vinovat este probabil să fie celulele stem.
În studiile anterioare despre formarea și dezvoltarea oaselor la șoareci și oameni, oamenii de știință au descoperit că tipurile de celule stem din țesuturile scheletice sunt mult mai complexe decât se credea inițial, diferite populații de celule stem scheletice fiind responsabile pentru producția de os în periost. și osul din cartilaj, de exemplu.
În noul studiu, echipa de cercetare a identificat mai întâi celulele stem scheletice care sunt specializate în producția de oase vertebrale: celulele stem scheletice vertebrale (vSSC, sau celulele stem scheletice vertebrale), care se găsesc în întregul corp al șoarecilor. Caracteristicile acestor celule stem diferă foarte mult de cele ale celulelor stem scheletice care generează oase la nivelul membrelor, inclusiv locația lor anatomică, markerii proteici exprimați pe suprafața celulei și modelele de expresie a genelor intracelulare.
Folosind un model de șoarece al metastazei tumorale, cercetătorii au urmărit zonele specifice în care celulele canceroase metastazează la oase și au descoperit că măduva osoasă care înconjoară celulele stem vertebrale și descendenții acestora este „teren fertil” pentru ca celulele canceroase competente să găsească metastaze. . În schimb, acest „teren fertil” părea să fie lipsit de nutrienți atunci când celulele stem vertebrale au fost îndepărtate.
După o analiză ulterioară, cercetătorii au identificat nutrientul cheie: o proteină secretată de celulele stem vertebrale numită MFGE8, care este secretată în cantități mici de alte celule stem scheletice, dar este mult mai puțin atractivă pentru celulele canceroase metastatice decât celulele stem vertebrale. Dacă gena care codifică MFGE8 este eliminată la șoareci, metastazele osoase ale celulelor canceroase sunt reduse semnificativ.
Aceste descoperiri sunt valabile și în corpul uman. Folosind molecule marker de suprafață celulară similare cu cele găsite în celulele stem vertebrale de șoarece, cercetătorii au identificat cu succes celulele stem vertebrale din corpul uman și, ulterior, au folosit aceste celule pentru a crește organoizi în laborator care imită vertebrele umane. Experimentele au arătat că, atunci când gena pentru MFGE8 a fost doborâtă în celulele osoase vertebrale umane, a dus la un risc semnificativ mai scăzut de metastază osoasă în celulele cancerului de sân competente pentru metastaze.
Pe baza acestor indicii, cercetătorii au început să exploreze modalități de a bloca MFGE8 în așteptarea unor rezultate pozitive în a ajuta pacienții cu cancer să-și reducă riscul de metastază osoasă vertebrală.
În lumina acestor rezultate, aceste noi descoperiri nu numai că identifică o cauză cheie pentru metastazele osoase ale celulelor canceroase, dar deschid și noi direcții pentru studierea altor tulburări ale coloanei vertebrale. „Coloana vertebrală este adesea prima afectată în multe boli ortopedice și speculăm că acest lucru se datorează și proprietăților unice ale celulelor stem vertebrale”. Autorii studiului au remarcat.
Referință: [1] Jun Sun și colab., A vertebral skeletal stem cell lineage driving metastasis. Nature (2023) Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06519-1