Раковые клетки одного типа опухоли могут находиться лишь в нескольких устойчивых состояниях, общих для разных пациентов. К такому выводу пришли ученые Колумбийского университета, изучившие клетки рака поджелудочной железы и диффузной срединной глиомы. Результаты двух исследований опубликованы в журнале Nature Genetics.
Авторы сравнили обнаруженную закономерность с квантованными энергетическими уровнями электронов в атоме. Именно поэтому руководитель лаборатории Андреа Калифано назвал рак «квантовым». Речь идет не о применении квантовой физики к онкологии, а об ограниченном наборе состояний, которые могут принимать злокачественные клетки.
Исследователи анализируют активность белков, управляющих состоянием клеток. Эти молекулы получили название главных регуляторов. Предыдущая работа более чем с 10 тыс. образцов из 20 онкологических когорт позволила выявить 112 состояний. При изучении отдельных клеток ученые пока не обнаружили ни одного вида рака, для которого их число превышало бы семь.
В новой работе специалисты исследовали сотни тысяч клеток протоковой аденокарциномы поджелудочной железы. Во всех опухолях они нашли одни и те же шесть состояний. Пациенты различались преимущественно долями клеток каждого типа, а не самим набором состояний.
Ученые установили, что клетки рака поджелудочной железы способны самопроизвольно переходить из одного состояния в другое. Такая изменчивость может объяснять устойчивость опухоли к лечению: препарат, воздействующий только на одну группу клеток, не охватывает остальные состояния.
Отдельное исследование было посвящено диффузной срединной глиоме — агрессивной опухоли головного мозга, которая чаще встречается у детей. Для семи выявленных состояний исследователи подобрали три уже существующих препарата: авапритиниб, руксолитиниб и ларотректиниб.
Лабораторные испытания показали, что лекарства по отдельности воздействуют на предсказанные для них состояния клеток. Почти все проверенные комбинации из двух препаратов, направленные против разных состояний, превзошли соответствующую монотерапию. В дальнейшем ученые рассчитывают проверить сочетание трех средств в клиническом исследовании.
Авторы предполагают, что одновременное воздействие на все состояния опухолевых клеток может стать основой новых схем лечения. Пока предложенный подход находится на экспериментальной стадии, а его безопасность и эффективность для пациентов не подтверждены.