Създадоха модел на растящ мозъчен тумор в съд

За първи път изследователи разработиха органоиди, които имитират появата на рак в мозъка. Учените от Института по молекулярна биотехнология към Австрийската академия на науките се стремят по този начин да хвърлят светлина върху сложната биология на човешките мозъчни тумори.

Злокачествените образувания в мозъка са едни от най-агресивните и смъртоносни заболявания и водеща причина за смърт при деца и млади хора. Едно от тях е глиобластома, който се характеризира с много бърз туморен растеж на глиалните клетки. Те са най-многобройните клетъчни типове в централната нервна система, които обграждат и поддържат невроните.

Туморът се лекува изключително трудно, защото образува подобни на пипала структури, които затрудняват оперативното им отстраняване. Също така глиобластома е свързан с кръвоносните съдове в мозъка, което подхранва раковите клетки и те се разпространяват много бързо. При всяко деление те натрупват мутации, които могат да ги направят устойчиви на медикаментите. Заради молекулярните характиристики на човешкия мозък на учените е много трудно да намерят подходящ организъм за изучаване на мозъчните тумори.

Технологията на органоидите може да доведе до промяна в парадигмата на изучаването на глиобластома и други ракови форми на мозъка. През 2013 г. Юрген Ноблич и неговият екип от Института първи използвали мозъчни органоиди от индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPS) за изучаване на молекулните и развивни особености на човешкия мозък, както и на неврологичните заболявания.

Чрез открития метод изследователите успели да възпроизведат процеса на мозъчна канцерогенеза в съд, откъдето могат да наблюдават рака в ранните му етапи и в стадиите му на растеж. Органоидите вярно препредават уникални аспекти на човешкия мозък, каквито са неговите разнообразни клетъчни типове и етапите на развитие. Това позволява на учените да направляват начините, по които се зараждат туморите, и да осигурят система за изпробване на нови ракови терапии.

Специалистите използвали техники за редактиране на генома и така въвели клинично значими мутации в церебралните органоиди. С този метод се опитали да имитират началото на мозъчния тумор върху биологичен материал само чрез мутация на много малка популация от клетки.

Туморите възникват вследствие генетични дефекти, настъпили след естествени грешки при копирането на ДНК. Причината може да бъде потреблението на канцерогени или друга. Те задействат фундаментални изменения в здравите клетки, като ги карат да излязът извън контрол, възпроизвеждайки се с удивителна скорост.

Новите мозъчно-онкологични или неопластични органоиди сега предлагат средства за проучване как някои от тези мутации провокират туморите, някои които са от решаващо значение за появата на рак, а други са просто странични ефекти.

Изследователите правят проучвания върху миниатюрните тумори и отбелязват всяка промяна, която претърпяват. След като се развие тумор, учените се насочват към специфичната мутация, за да определят дали дефекта е от съществено значение за дългосрочното просъществуване на образуванието. Всяко изменение, което го кара да се свие или изчезне, се превръща в добър кандидат за бъдещи терапии.

Специалистите изследвали този принцип чрез прилагане на лекарството афатиниб, което сега се прилага в клинични проучвания за лечение на глиобластома. Резултатите показали, че след 40 дни приложението на лекарството значително намалява броя на туморните клетки в две комбинации от мутации, но не и в третия или в клетките с твърде много MYC гени. Медикаментът забавя молекулата EGFR, която е специфично свръхексперирана при тези два вида тумори. Друго лекарство – ерлотиниб, редуцира количеството на туморните клетки при тестването на четири допълнителни EGFR инхибитора.

Редактор: Ирина Тенева
Източник: medicalxpress.com
Снимка: medikoe.com