Мутация в костном мозге дает начало раку крови

Процесс кроветворения, целью которого является обеспечение крови всеми необходимыми форменными элементами, начинается в специальной структуре – красном костном мозге. Именно здесь происходит деление и созревание так называемых стволовых клеток. В норме эти клеточные элементы под влиянием ростковых факторов размножаются и дифференцируются, давая начало различным гемопоэтическим клеткам. Однако под влиянием канцерогенных факторов стволовые клетки могут приобретать характеристики злокачественных клеточных элементов. Недавно ученым удалось приоткрыть завесу над тайной раковой трансформации костномозговых клеток. Оказалось, что стволовые клетки становятся злокачественными при поступлении особых молекулярных сигналов от клеток костной ткани, которые стали продуцировать мутантные белки.

Одним из онкологических заболеваний крови, развивающихся в результате этого патологического процесса, является острый миелоидный лейкоз. При проведении научного эксперимента исследователям из Колумбийского университета удалось установить, что за запуск патологического процесса в костном мозге при данном заболевании отвечает мутация в клетках кости. Особая мутация была обнаружена исследователями при изучении образцов тканей мышей. По прошествии небольшого периода времени после рождения, животные, на которых проводился эксперимент, погибали.  Причиной смерти их было прогрессирование тяжелого заболевания крови, являющегося аналогом острого миелоидного лейкоза.

Во время исследования доктор Ставрула Каустени и команда исследователей, работающих вместе с ней, обнаружила некоторую аномалию в одном из участков гена, который отвечает за синтез специфического белка – бета-катенина. Мутация локализуется в генетической информации, которая определяет функцию остеобластов. Всем известно, что эти клетки в норме отвечают за рост костной ткани. Однако было установлено, что эти клетки могут оказывать значительное воздействие на костномозговые структуры. при наблюдении было установлено, что наибольшее количество мутаций происходило в тех клетках, что располагаются рядом с измененным остеобластом.

Предназначением белка катенина является создание межклеточных связей, необходимых для передачи информации от клетки к клетке. При возникновении мутации в гене, кодирующем синтез белка, его структура меняется. Мутантный катенин перемещается с поверхности клетки в область ее ядра, где происходит запуск синтеза белка jagged1. Это вещество в свою очередь проникает на поверхность мембраны клетки, где осуществляется взаимодействие с  белками-сигнализаторами Notch. Именно эти белки запускают сигнальную цепь в прилегающих клетках костного мозга. С этого момента начинают происходить злокачественные изменения в клетках кроветворной системы. Измененные стволовые клетки теряют способность к нормальному росту и развитию и вскоре организм наполняют патологические клетки крови, не способные справляться со своими функциями. В результате в организме больного наблюдаются серьезные изменения, нередко приводящие к летальному исходу.

Особые изменения в таких белках как катенин, Notch  и jagged1 исследователи выявили у 38% пациентов, у которых был миелодиспластический синдром или миелоидный лейкоз. До этого момента ученым было известно лишь то, что костные и костномозговые клетки могли обмениваться друг с другом информацией. Детали же подобных взаимодействий не были достаточно изучены. Новое открытие открывает перед учеными уникальные возможности по поиску новых путей борьбы с раковыми клетками.  Теперь стало известно, что мутация в одной клетке может становиться причиной запуска онкологического процесса в другой клеточной популяции. Это кардинально меняет представление ученых о том, как возникает рак и как следует его лечить. Становится очевидным, что успешное подавление развития лейкоза невозможно без воздействия на соседние мутантные клетки. Применяя лекарственные средства для блокирования мутации в клетках-остеобластах, исследователям удалось подавить и развитие новых злокачественных клеток в костном мозге. В скором времени ученые планируют приступить к испытанию нового средства для лечения лейкоза на людях.