Мутировавшие стромальные клетки фаллопиевых труб «заставляют» клетки эпителия превращаться в раковые

Рак яичников — самый смертоносный вид гинекологических заболеваний. Наиболее распространенный его подтип, высокозлокачественная серозная карцинома яичников, в 70% случаев диагностируется уже на метастатической стадии. Детальное понимание механизмов, обуславливающих возникновение этих опухолей, необходимо для ранней диагностики и профилактики. Один из таких триггеров выявили исследователи из США — они описали подмножество прогениторных клеток, населяющих строму фаллопиевых труб и способных дать начало высокозлокачественной серозной карциноме яичников.

Ранее этот же коллектив ученых показал, что мезенхимальные стромальные клетки (MSC) могут менять фенотип, подвергаясь воздействию клеток рака. Перепрограммированные MSC поддерживают рост опухоли и усиливают ее резистентность к лечению. Теперь же авторы статьи в Cancer Discovery проанализировали первичные образцы пациенток и обнаружили подгруппу MSC, фенотипически схожих с перепрограммированными.

Сначала авторы задались вопросом, в какой момент возникают стромальные клетки с опухоль-ассоциированным фенотипом и встречаются ли они вокруг преинвазивных очагов серозной трубной интраэпителиальной карциномы (STIC). В качестве маркера они выбрали транскрипционный фактор WT1 — уже известно, что его высокий уровень позволяет отличить опухоль-ассоциированные MSC от нормальных. WT1⁺ MSC исследователи обозначили как клетки высокого риска (hrMSC). Они обнаружили их в участках стромы, прилегающих к очагам STIC, и очень редко — в нормальной ткани. Однако такие клетки встречались и фаллопиевых трубах здоровых женщин с полностью нормальной гистологией.

Секвенирование РНК и анализ метилирования показали, что hrMSC на транскриптомном и эпигеномном уровне похожи на опухоль-ассоциированные MSC, поддерживающие развитие серозной карциномы яичника. Возникают ли такие клетки из-за предраковых изменений в вышележащих клетках эпителия? Чтобы это выяснить, ученые совместно культивировали нормальные MSC с эпителиальными клетками, несущими мутацию TP53 — одно из наиболее ранних событий в инициации высокозлокачественной серозной карциноме яичника. Это несколько увеличивало экспрессию WT1 в MSC, но уровень не достигал пороговых значений, как при культивации с полностью трансформированными опухолевыми клетками.

Затем выяснилось, что hrMSC схожи с опухолеподдерживающими клетками не только на уровне транскриптома, но и функционально. В культуре они усиливали рост клеток рака яичника и активно формировали контакты с ними.

В эпителиальных клетках фаллопиевых труб, взаимодействующих с hrMSC, усиливалась пролиферация и накапливались повреждения ДНК. С другой стороны, hrMSC играли и поддерживающую роль — культивированные с ними клетки эпителия легче переживали стрессовые условия (в данном случае окислительный стресс, вызванный добавлением пероксида водорода).

Учитывая такое влияние hrMSC на клетки эпителия фаллопиевых труб, ученые проанализировали их роль в злокачественной трансформации тех же эпителиальных клеток. Опыты проводили на органоидах. Вырастить их из эпителиальных клеток дикого типа оказалось затруднительно, поэтому каждое условие проверяли только на двух мышах. Органоиды, выращенные из эпителиальных клеток и нормальных MSC, прижились без последствий, а вот в одном из двух случаев трансплантации органоида с hrMSC развивалась опухоль. Мутационная сигнатура клеток такой опухоли была похожа на сигнатуру клеток высокозлокачественной серозной карциномы яичников.

Дальнейшие эксперименты были направлены на выявление механизма, по которому hrMSC оказывают такое влияние на клетки эпителия. Оказалось, что дело в перекисях липидов — hrMSC продуцируют их в большом количестве, а продукты распада таких соединений способны повреждать ДНК. Именно это повреждение и происходит в клетках эпителия, которые получают окисленные липиды от hrMSC. Причина активации такого метаболизма hrMSC может лежать в сниженной экспрессии AMPK — ключевого редокс-регулятора, контролирующего в том числе окисление липидов. Снижение его экспрессии подтвердилось методом количественной ПЦР с обратной транскрипцией, и авторы предполагают, что именно оно может быть связано с активацией WT1.

В заключение исследователи продемонстрировали, что восстановление экспрессии AMPK — как фармакологически, так и генетически, — в клетках hrMSC нормализует их фенотип. Клетки эпителия фаллопиевых труб, культивируемые с «исправленными» hrMSC, накапливали меньше повреждений ДНК. Ученые рассчитывают, что их данные помогут найти ранние биомаркеры высокозлокачественной серозной карциномы яичников — сейчас потенциальным биомаркерам недостает точности и специфичности. Они намерены продолжить работу и подробнее изучить обнаруженные механизмы на мышиных моделях.

Клетки рака яичника защищают соседей от химиотерапии с помощью секретируемых компонентов сплайсосом