Выключение обоих генов нейропилинов эффективно снижает ангиогенез опухолей у мышей

Злокачественные опухоли получают большое количество питательных веществ в связи с усиленным ангиогенезом, что объясняет их быстрый рост и метастазирование. Фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) — сигнальный белок, который вырабатывают клетки при стимулировании ангиогенеза. Взаимодействие VEGF с рецептором фактора роста эндотелия сосудов VEGFR-2 играет важную роль при ангиогенезе, но попытки воздействия на их сигналинг для терапии рака не дали результата. Эндотелиальные нейропилин-1 (NRP1) и нейролипин-2 (NRP2) представляют собой трансмембранные корецепторы VEGF/VEGFR. Усиленный рост опухоли, а также повышенную инвазивность ученые часто связывают с избыточной экспрессией нейропилинов.

В новой работе британские исследователи продемонстрировали, что NRP1 и NRP2 способствуют ангиогенезу, а воздействие на оба корецептора тормозит прогрессирование опухолей у мышей. Ранее их изучали только отдельно друг от друга.

Авторы получили линию трансгенных мышей, у которых можно индуцировать делеции генов NRP1 и NRP2 в эндотелии (NRP1^flfl NRP2^flfl.EC^KO). Для формирования опухолей мышам имплантировали клетки карциономы легкого (CMT19T). Чтобы индуцировать делеции, им вводили тамоксифен три раза в неделю, начиная за четыре дня до введения клеток. Через 18 дней после введения клеток эксперимент прекращали.

Опухоли у мышей NRP1^flfl NRP2^flfl.EC^KO были значительно меньше, они имели меньшее количество сосудов, чем в линиях с делециями NRP1 или NRP2 по отдельности. Вес животных, а также рост сосудов в здоровой ткани легких не различались у экспериментальных и контрольных животных.

Если тамоксифен начинали вводить позже, через 7 и 12 дней после имплантации клеток, то васкуляризация и прогрессирование опухоли у трансгенных мышей также снижались.

Компонент внеклеточного матрикса фибронектин с дополнительным доменом A (EDA-FN) — известный маркер ангиогенеза. При делеции NRP1 и NRP2 вокруг сосудов опухоли накапливалось меньше EDA-FN. Более того, снижалось количество перицитов, периваскулярных мезенхимальных клеток, которые регулируют функции эндотелия. Они секретируют проангиогенные факторы роста, чтобы стимулировать рост сосудов в опухолях и регулировать их проницаемость.

Далее авторы прививали мышам линии NRP1^flfl NRP2^flfl.EC^KO клетки меланомы B16-F10 и вводили тамоксифен по такой же схеме, что и в предыдущих опытах. Опухоли у мышей NRP1^flfl NRP2^flfl.EC^KO также были значительно меньше, чем в контрольных группах. Эксперимент повторили на модели рака молочной железы (клетки PyMT-BO1). Полученные опухоли имели на 70% меньше сосудов, чем в контрольных группах.

Для оценки степени метастазирования авторы делали мышам инъекции клеток B16-F10, меченных люциферазой. Биолюмисцентная визуализация показала, что у мышей линии NRP1^flfl NRP2^flfl.EC^KO значительно меньше метастатических узлов в легких, чем у контрольных групп. Сами метастазы были меньше и имели меньшее количество сосудов.

Патологический ангиогенез оценивается по наличию гиперактивации рецептора VEGFR-2. Авторы проверили, как отсутствие NRP1 и NRP2 влияет на передачу сигналов от VEGFR-2. При наличии двойного нокаута экспрессия рецептора VEGFR-2 в клетках сосудов была снижена, также наблюдалось снижение количества фосфорилированного VEGFR-2. Эксперименты in vitro на линии мышиных эндотелиальных клеток легкого показали, что подавление экспрессии NRP1 и NRP2 посредством малых интерферирующих РНК приводит к транслокации комплексов VEGFR-2 из поздних эндосом в протеосомы для деградации.

Одновременное подавление NRP1 и NRP2 влияет на рост и развитие опухолей у мышей во многих моделях рака. На основе полученных данных авторы предлагают разрабатывать новые терапевтические средства, которые помогут предотвратить активный ангиогенез опухолей и снизить их прогрессию.

Новая генетическая сигнатура рака груди прогнозирует ответ на анти-VEGF-терапию