Железная хватка — конкуренция между опухолевыми клетками и макрофагами за ионы железа в ЦНС

В нормальном физиологическом состоянии пространство между мягкой и паутинной оболочками мозга заполнено жидкостью и не содержит клеток. Однако при воспалении и в начале развития онкологических заболеваний оно инфильтрируется опухолевыми и иммунными клетками, которые, попадая в спинномозговую жидкость, сталкиваются с дефицитом питательных веществ. В таких условиях опухолевым клеткам необходимо не только избегать иммунного ответа со стороны макрофагов и лимфоцитов, но также конкурировать с ними за жизненно-важные ресурсы.

С помощью РНК-секвенирования единичных клеток, взятых из спинномозговой жидкости пяти пациентов с метастазами в мозговых оболочках, американские ученые показали, что опухолевые клетки обладают эффективной молекулярной системой, связывающей ионы железа. Система включает в себя белок липокалин-2 и его рецептор SLC22A17, которые экспрессируются в опухолевых клетках в ответ на действие провоспалительных факторов окружающей среды. Интересно заметить, что важными участниками развития процесса воспаления являются макрофаги, выделяющие провоспалительные цитокины IL-6, IL-1b и другие. Следовательно, воздействуя на опухолевые клетки, макрофаги стимулируют образование системы, конкурентно лишающей их самих важных ресурсов для развития.

На мышиных моделях лептоменингеальных метастазов (метастазов оболочек мозга) была показана физиологическая важность обнаруженной системы: при подавлении экспрессии LCN2 методом РНК-интерференции наблюдалась задержка развития метастазов и увеличение продолжительности жизни животных. И наоборот, оверэкспрессия LCN2 привела к прогрессии развития опухоли и быстрой гибели.

Выявленная закономерность и показанная необходимость ионов железа для развития опухолевых клеток позволили предположить, что хелатирование железа может служить потенциальной терапией. Действительно, применение хелатирующих соединений на мышиных моделях показало эффективность в ингибировании роста опухолей.