Исследуя механизмы развития рака и новые противоопухолевые препараты, ученые часто используют культуры раковых клеток, выращенные «в пробирке». Недавно исследователи из Школы медицины Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins Medicine, США) разработали новую компьютерную методику, которая показала, что опухолевые клетки, культивированные в лабораторных условиях, генетически могут сильно отличаться от тех, что находятся в организме онкологических больных.
По словам авторов работы, это открытие должно заставить пересмотреть подходы к применению моделей злокачественных опухолей в лабораториях. Предпочтительнее использовать лабораторных животных и современные трехмерные модели злокачественных опухолей — они намного лучше отражают биологические процессы, происходящие в опухолевой ткани, и генетические поломки, ответственные за прогрессирование рака.
Доктор Патрик Кахан (Patrick Cahan), ведущий автор этого исследования, комментирует полученные результаты:
Для ученых неудивительно, что искусственно выращенные линии раковых клеток уступают другим моделям в плане генетики. Но мы обнаружили, что разрыв действительно очень большой — генетически модифицированные мыши и трехмерные модели опухолей намного лучше отражают то, что реально происходит в организме онкологического больного.
Новая методика получила название CancerCellNet. В ней применяются компьютерные модели, которые сравнивают последовательности РНК в «лабораторных» раковых клетках с данными, представленными в Атласе генома рака (The Cancer Genome Atlas Program).
Было обнаружено, что генетически модифицированные мыши и трехмерные модели опухолей имеют последовательности РНК, наиболее точно соответствующие представленным в Атласе генома рака. Совпадения были отмечены в 4 из 5 случаев. Ученые проверяли разные типы злокачественных опухолей, включая рак молочной железы, легких и яичников.
Авторы работы отмечают, что на клетки сильно влияет окружающая их среда, а в организме человека и «в пробирке» она сильно различается. Как только опухолевая ткань оказывается в других условиях, клеточные линии в ней начинают меняться.
Интеллектуальная собственность https://www.euroonco.ru
Проблемы современных лабораторных моделей рака
Чтобы разобраться в биологии рака и других заболеваний, разработать новые методы лечения, ученые всего мира используют различные модели. Для изучения онкологических заболеваний нередко используются клетки, которые получают из злокачественных опухолей у людей и культивируют на специальных питательных средах.
Другой подход — использование лабораторных животных, чаще всего мышей. Ученые выводят генетически модифицированных грызунов, у которых развивается рак, либо берут опухолевую ткань человека и имплантируют ее в организм здоровых животных (этот процесс называется ксенотрансплантацией).
Также современные технологии позволяют создавать целые искусственные трехмерные модели опухолей.
Проблема в том, что даже опухоль, выращенная в организме животного, может отличаться от злокачественного новообразования в теле пациента. Из-за этого результаты исследований получаются не совсем достоверными.
Чтобы оценить, насколько опухоль, выращенная «в пробирке», соответствует той, что растет в теле пациента, ее имплантируют животным и наблюдают за развитием заболевания. Однако, ученые из Университета Джонса Хопкинса отмечают, что это слишком дорогостоящий и трудоемкий процесс. Им захотелось разработать менее громоздкую и сложную методику.
Результаты работы были опубликованы в научном журнале Genome Medicine 29 апреля 2021 года, а сейчас исследователи подали заявку, чтобы запатентовать технологию CancerCellNet.
Информация, скрытая в РНК раковых клеток
Метод CancerCellNet основан на изучении РНК — молекулы, которая переносит генетическую информацию от ДНК и служит матрицей для синтеза белка.
Доктор Кахан рассказывает:
Структура РНК — хороший объект для того, чтобы идентифицировать клетки и изучать, насколько хорошо образцы, выращенные в лаборатории, соответствуют опухолям в теле человека. Данные по экспрессии РНК относительно легко стандартизировать, и это позволяет избежать искажений, способных повлиять на интерпретацию результатов.
В качестве стандартного набора данных и базы для сравнения был выбран Атлас генома рака, содержащий информацию об РНК в сотнях образцах опухолевой ткани, а также их стадиях, степени злокачественности и др.
Всего в исследование было включено 22 типов злокачественных опухолей. Данные из Атласа генома рака сравнили с данными об РНК из 657 линий раковых клеток, выращенных в разные годы в лабораториях по всему миру, 415 ксенотрансплантатов, 26 генетически модифицированных мышей и 131 опухолевых клеток.
Было отмечено, что клетки рака простаты в одной из клеточных линий со временем стали всё больше генетически походить на раковые клетки из мочевого пузыря. Возможно, материал изначально был идентифицирован ошибочно, тем не менее, конечный результат в любом случае оказался недостоверным. В целом же образцы клеточных линий, выращенные на питательных средах, соответствовали данным из Атласа генома рака намного меньше, чем ксенотрансплантаты.
От качества лабораторных исследований сильно зависит достоверность данных, которые ученые получают о механизмах развития рака, эффективности новых потенциальных противоопухолевых препаратов. Мы внимательно следим за научными публикациями, и как только новый противоопухолевый препарат проходит все необходимые исследования, регистрацию на территории России — мы сразу же внедряем его в клиническую практику. Благодаря этому пациенты могут получить в клиниках федеральной сети «Евроонко» наиболее современную, эффективную медицинскую помощь.
Источник: sciencedaily.com.
Читайте также:
круглосуточно
и событий клиники
