Rak piersi może wykorzystywać komórki pochodzące z kości do tworzenia środowiska sprzyjającego własnemu rozwojowi. Naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis (WashU Medicine) wykazali, że komórki związane z tworzeniem kości mogą opuszczać szpik kostny, docierać do pierwotnego guza piersi i przekształcać się w fibroblasty wspierające nowotwór. W ludzkich próbkach nawet 40% fibroblastów związanych z rakiem wykazywało ekspresję markera charakterystycznego dla komórek kości. Wyniki opublikowano w „Nature Communications”.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak rak piersi może mobilizować komórki ze szpiku kostnego i przyciągać je do pierwotnego guza, gdzie zaczynają wspierać jego rozwój.
- Jakie są wyniki badań WashU Medicine wskazujące, że nawet 40% fibroblastów związanych z rakiem w analizowanych próbkach ludzkich wykazywało ekspresję Osterix – markera charakterystycznego dla osteoblastów.
- W jaki sposób komórki pochodzące z kości mogą przekształcać się w fibroblasty związane z nowotworem i tworzyć mikrośrodowisko sprzyjające wzrostowi guza.
- Dlaczego Osterix i MMP13 mogą stać się potencjalnymi celami nowych terapii raka piersi oraz jakie efekty przyniosło ukierunkowanie na te cząsteczki w eksperymentach.
Komórki kości pojawiają się w guzie piersi
Zespół pod kierownictwem Roberty Faccio, profesor ortopedii i badaczki Siteman Cancer Center w Barnes-Jewish Hospital i WashU Medicine, skoncentrował się na mikrośrodowisku guza, czyli komórkach i strukturach otaczających komórki nowotworowe. Szczególną uwagę naukowców zwróciły fibroblasty związane z nowotworem (cancer-associated fibroblasts, CAF). Komórki te nie są komórkami raka, ale mogą wspierać jego rozwój, m.in. poprzez przebudowę otaczającej tkanki oraz wytwarzanie substancji sprzyjających wzrostowi guza.
Analiza ludzkich próbek tkanek przyniosła zaskakujący wynik. Nawet 40% fibroblastów związanych z rakiem wykazywało ekspresję Osterix – kluczowego markera osteoblastów, czyli komórek odpowiadających za proces tworzenia kości.
Rak piersi może wysyłać sygnał do szpiku kostnego
Kolejnym krokiem było ustalenie, w jaki sposób komórki związane z kośćmi trafiają do guza piersi. W normalnych warunkach nie przemieszczają się one swobodnie po organizmie, chociaż niewielkie ich ilości mogą być obecne we krwi. Badania na modelach mysich wskazały, że rosnący guz piersi może aktywnie wpływać na ten proces. Nowotwór stymulował uwalnianie komórek ze szpiku kostnego do krwiobiegu. Następnie komórki te docierały do guza i naciekały jego mikrośrodowisko.
Oznacza to, że zależność pomiędzy rakiem piersi, a układem kostnym może rozpoczynać się jeszcze zanim komórki nowotworowe utworzą przerzuty w kościach. Pierwotny guz może bowiem oddziaływać na szpik kostny i wykorzystywać pochodzące z niego komórki do wspierania własnego wzrostu.
Komórki pochodzące z kości zaczynają wspierać nowotwór
Po dotarciu do guza komórki wykazywały właściwości fibroblastów związanych z nowotworem. Podobnie jak osteoblasty uczestniczące w budowaniu kości, produkowały elementy macierzy zewnątrzkomórkowej. Macierz zewnątrzkomórkowa tworzy swego rodzaju rusztowanie otaczające komórki. W przypadku nowotworu jej przebudowa może wpływać na warunki, w których rozwija się guz. Komórki pochodzące z kości wytwarzały również wyspecjalizowane białka pomagające stworzyć mikrośrodowisko sprzyjające wzrostowi nowotworu.
Badanie pokazuje więc, że guz piersi nie rozwija się w izolacji. Może angażować komórki znajdujące się pierwotnie w innych częściach organizmu i zmieniać ich funkcję na swoją korzyść.
Sygnatura genetyczna związana z gorszym rokowaniem
Znaczenie odkrytego mechanizmu może wykraczać poza samą biologię guza. Badacze zidentyfikowali bowiem charakterystyczną sygnaturę genetyczną komórek pochodzących z kości, która była związana z niższą przeżywalnością w raku piersi. Naukowcy zwrócili szczególną uwagę na Osterix oraz MMP13 – cząsteczki związane z aktywnością badanej populacji fibroblastów i jej zdolnością do wspierania rozwoju nowotworu.
W eksperymentach ukierunkowanie działania na Osterix i MMP13 prowadziło do ograniczenia wzrostu guza. Wynik ten sugeruje, że komórki pochodzące z kości lub mechanizmy, dzięki którym wspierają one nowotwór, mogą w przyszłości stać się potencjalnymi celami terapeutycznymi.
Nowy potencjalny cel leczenia raka piersi
Odkrycie otwiera nowy kierunek badań nad terapiami oddziałującymi nie bezpośrednio na komórki nowotworowe, lecz na otaczające je mikrośrodowisko. Zablokowanie rekrutacji komórek ze szpiku kostnego albo ograniczenie ich działania już po dotarciu do guza mogłoby potencjalnie utrudniać nowotworowi tworzenie warunków potrzebnych do wzrostu.
Na tym etapie nie oznacza to jednak powstania nowej terapii dla pacjentek. Część mechanizmów została zbadana w modelach mysich, dlatego konieczne są dalsze badania pozwalające określić ich znaczenie kliniczne oraz bezpieczeństwo ewentualnego wpływania na procesy związane z osteoblastami.
Komunikacja między kością a guzem może mieć znaczenie dla rozwoju raka
Badanie WashU Medicine pokazuje, że relacje między nowotworem, a pozostałymi tkankami organizmu mogą być bardziej złożone, niż wskazywałoby samo miejsce powstania guza. Rak piersi może mobilizować komórki ze szpiku kostnego, które następnie stają się elementem jego mikrośrodowiska i pomagają mu rosnąć.
Szczególnie istotne jest wykazanie, że ingerencja w Osterix i MMP13 ograniczała wzrost guza w eksperymentach. Jeśli znaczenie tego mechanizmu zostanie potwierdzone w kolejnych badaniach, komórki pochodzące z kości mogą stać się nowym punktem uchwytu dla terapii ukierunkowanych na mikrośrodowisko raka piersi.
Główne wnioski
- Naukowcy z WashU Medicine wykazali, że guz piersi może stymulować uwalnianie komórek ze szpiku kostnego do krwiobiegu, skąd komórki te docierają do nowotworu i stają się częścią jego mikrośrodowiska.
- W próbkach tkanek ludzkich nawet 40% fibroblastów związanych z rakiem wykazywało ekspresję Osterix, kluczowego markera osteoblastów odpowiedzialnych za tworzenie kości.
- Badacze zidentyfikowali w komórkach pochodzących z kości sygnaturę genetyczną związaną z niższą przeżywalnością w raku piersi, co wskazuje na możliwe znaczenie tego mechanizmu dla przebiegu choroby.
- Eksperymentalne ukierunkowanie na Osterix i MMP13 zmniejszało wzrost guza, dlatego mechanizmy związane z komórkami pochodzącymi z kości mogą być w przyszłości badane jako potencjalny cel terapii raka piersi.
Źródło:
- https://www.nature.com/articles/s41467-026-73980-7
- Washington University in St. Louis
