Учёные выяснили, как некоторые клетки иммунитета могут незаметно помогать росту рака простаты — и как их блокировка может помочь организму в борьбе с болезнью.
Исследование, опубликованное в журнале Molecular Cancer Research, выявило группу клеток, называемых макрофагами, которые вместо защиты организма, по-видимому, защищают опухоли от атаки и способствуют их метастазированию.
Обычно макрофаги — это «дворники» иммунной системы: они поглощают мёртвые клетки и реагируют на инфекции. Но при раке простаты некоторые из них перепрограммируются опухолями, чтобы подавлять иммунный ответ организма и способствовать собственному распространению.
Под руководством доцента Шэнлиня Мэя из Научно-исследовательского института Фралиня в Центре исследования рака в Вашингтоне, округ Колумбия, исследование было сосредоточено на макрофагах, связанных с опухолями, при распространённом раке простаты, особенно в костях, где болезнь наиболее смертельна и трудно поддаётся лечению.
Среди четырёх идентифицированных подтипов макрофагов один выделялся: группа, отмеченная белками SPP1 и TREM2. Эти клетки были обнаружены скоплёнными внутри опухолевых участков, а не в окружающей ткани, и были связаны с ростом кровеносных сосудов, снижением иммунной активности и распространением рака в организме.
Используя пространственный анализ — метод, который отображает расположение клеток внутри опухоли, — исследователи обнаружили, что воспалительные макрофаги, потенциально борющиеся с раком, как правило, оставались за пределами границ опухоли, но определённый подтип, который производит проблемные белки SPP1 и TREM2, был обнаружен глубоко внутри опухолей, в тесном контакте с раковыми клетками.
«Макрофаги часто помогают в борьбе с раком, — говорит Мэй. — Однако определённые подтипы создают иммуносупрессивную среду, препятствуя естественной защите организма».
В последующих экспериментах Мэй и его коллеги проверили, может ли блокировка этих клеток улучшить лечение. У мышей с опухолями простаты они использовали антитело для блокировки белка SPP1 — и обнаружили, что опухоли стали более уязвимы для иммунотерапии.
Хотя ингибиторы иммунных контрольных точек работали при многих других видах рака, при раке простаты они не помогали. Но в этом исследовании сочетание лечения анти-SPP1 с иммунотерапией значительно усилило иммунный ответ.
«Нацеливание на макрофаги, связанные с опухолью и экспрессирующие SPP1/TREM2, сняло иммуносупрессию, позволив большему количеству Т-клеток — основных защитников иммунной системы — проникнуть в опухоль, что привело к замедлению прогрессирования рака», — говорит Мэй.
Рак простаты — второй по распространённости вид рака у мужчин в Соединённых Штатах и в мире. По данным Всемирного фонда исследований рака, в 2022 году было зарегистрировано около 1,47 миллиона новых случаев заболевания во всём мире.
Учёные давно подозревали, что микроокружение опухоли — смесь иммунных клеток, кровеносных сосудов и сигнальных молекул вокруг опухоли — играет роль в том, как рак ускользает от обнаружения. Но это новое исследование более подробно раскрывает, какие клетки участвуют и как они работают.
Чтобы сделать это открытие, лаборатория Мэя объединила передовые методы, включая секвенирование РНК отдельных клеток, пространственную транскриптомику и цифровой пространственный профилирование с помощью NanoString, для картирования активности и расположения иммунных клеток.
Они также проанализировали крупномасштабные общедоступные наборы данных сотен пациентов с раком простаты, убедившись, что их выводы подтвердились на образцах человека, моделях на мышах и на разных стадиях заболевания.
«Это касается не только одного типа клеток, — говорит Мэй, который также работает на кафедре биомедицинских наук и патобиологии в Вирджиния-Мэрилендском колледже ветеринарной медицины. — Речь идёт об использовании пространственного и одноклеточного анализа вместе, чтобы выявить уязвимости, которые мы не могли увидеть раньше».
Эта работа основана на более ранних исследованиях Мэя — статья в журнале Cancer Cell за 2021 год, в которой было выявлено иммуносупрессивное микроокружение опухоли в костных метастазах, и исследование в журнале Nature Communications за 2023 год, в котором были сопоставлены закономерности распределения иммунных клеток в первичных опухолях.
Новое исследование расширяет эту основу, объединяя старые и новые наборы данных, чтобы выявить ранее скрытого участника в прогрессировании рака простаты.
В работе приняли участие исследователи из Виргинского политехнического института, Гарвардской медицинской школы, Массачусетской больницы общего профиля, Чикагского университета и Каролинского института в Швеции.
Поддержка проекта была оказана Фондом по борьбе с раком простаты, который присудил Мэю премию для молодых исследователей, а также Национальными институтами здравоохранения. Мэй входит в когорту новых преподавателей-исследователей в области рака в научно-исследовательском институте, набор которых был поддержан Фондом Red Gates.
Источник: Вирджинский политехнический институт.