Ранее исследователи знали, что эти поглотители лейкоцитов играют полезную роль в противодействии воспалению в контексте атеросклероза. Итак, исследование Института аллергии Ла-Хойи. Иммунология (LJI) показывает, что патрулирование моноцитов также может играть противораковую роль, особенно в легких. В нем Кэтрин С. Хедрик, доктор философии, и ее коллеги отслеживают блуждания этих клеток в сосудистой сети легких, снимают их на видео, преследующие вторгающиеся опухолевые клетки, и используют разработанную ими модель мыши, чтобы продемонстрировать, насколько эффективно это стремление к живому. животное.
Это исследование, опубликованное в онлайн-выпуске журнала Science от 22 октября 2015 года, является первым, показывающим, что патрулирование моноцитов напрямую блокирует метастазирование в легкие, результаты, которые могут предложить будущие иммунотерапевтические методы лечения чрезвычайно смертельного рака.«Наше исследование показывает, что эта подгруппа белых кровяных телец является ключевым игроком в организации уничтожения метастазирующих опухолевых клеток», — говорит Хедрик, профессор отделения биологии воспаления. «Эти клетки распознают и могут помочь уничтожить ранние метастазирующие опухолевые клетки в крови, даже до того, как они смогут проникнуть в новые ткани и образовать новые опухоли».
Группа Хедрика определила необходимый инструмент для исследования в 2011 году, когда они обнаружили, что мыши, лишенные гена Nr4a1, необходимы для выживания моноцитов. Как сообщалось тогда в Nature Immunology, мыши с «нокаутом» Nr4a1 выглядели нормальными, но в особенности отсутствовали патрулирующие моноциты.
Ричард Ханна, доктор философии, инструктор LJI, является первым автором как этой статьи, так и недавней научной статьи. «В то время никто не изучал, как эти клетки могут функционировать при раке», — говорит Ханна. «Нокаутирующая мышь дала нам модель для проверки того, что они делают».Этот тест включал инъекцию флуоресцентно меченых клеток меланомы в кровоток нормальных мышей или мышей с нокаутом Nr4a1 и отслеживание миграции опухолевых клеток.
В течение 24 часов кровеносные сосуды в легких мышей с нокаутом содержали больше клеток меланомы, чем сопоставимые сосуды у нормальных мышей, что позволяет предположить, что отсутствие этих защитников сделало животных уязвимыми для метастазов в легкие.Затем группа провела то, что биологи называют «спасательным» экспериментом, то есть они переливали патрулирующие моноциты от нормальных мышей в кровоток мышей с нокаутом перед инъекцией опухолевых клеток. Это вмешательство препятствовало миграции раковых клеток в сосудистую сеть легких, открытие, которое Ханна называет критическим: «Тот факт, что вы можете добавить эти клетки обратно в мышь, у которой их нет, и наблюдать уменьшение метастазирования, показывает, что они являются ключевыми факторами в подавлении метастазов в легких».
Как ни странно, спасение не удалось (то есть метастазы не удалось остановить), когда исследователи переливали защитные моноциты мышам после инъекции раковых клеток. Этот экспериментальный поворот дает неожиданное понимание того, что может потребоваться для остановки метастатической клетки: патрулирующие моноциты должны были находиться в кровотоке до прибытия захватчиков, чтобы не дать им пробить стенку сосуда. Появиться после вторжения было слишком поздно.
Чтобы наблюдать за столкновениями моноцитов / опухолевых клеток в режиме реального времени, группа снимала видеоролики, напоминающие сцены погони между флуоресцентно меченными раковыми клетками и патрулирование моноцитов в сосудах живых мышей. В них светящиеся зеленые моноциты гонятся за раковыми клетками с красными метками и, по-видимому, физически не дают им закрепиться в стенках сосудов, где они могут беспрепятственно получить доступ к легочной ткани.
Но что именно произошло, когда противники столкнулись? «Мы не доказали, что патрульные моноциты напрямую убивают опухолевые клетки», — предупреждает Ханна, отмечая, что патрульные, похоже, поглощают обломки опухолевых клеток, но остается неясным, наносят ли они смертельный удар. «Несомненно то, что патрулирующие моноциты привлекают другие иммунные клетки, называемые естественными клетками-киллерами, которые способны убивать опухолевые клетки. В качестве альтернативы, эти моноциты могут собирать остатки опухолевых клеток, что может ослабить воспалительную реакцию».Предлагаемая функция сбора мусора нетривиальна: на самом деле существует большой интерес к тому, что когда-то считалось мембранным мусором, выбрасываемым раковыми клетками. Исследователи теперь считают, что один из способов выживания и распространения опухолей — это распространение так называемых микровезикул на соседей.
Эти гранаты могут содержать факторы, блокирующие иммунную атаку, или материалы, необходимые для кровоснабжения опухоли. Таким образом, чтобы подорвать метастатическую клетку, все, что может потребоваться патрулирующему моноциту, — это убрать после него.
Ханна отмечает острую необходимость лечения метастазов в легких. «Метастазы в легкие на 85% смертельны в течение 5 лет, и в настоящее время нет хороших вариантов лечения», — говорит он. «Наше исследование предполагает, что следующим шагом будет попытка дополнить существующие подходы иммунотерапии для предотвращения метастазирования опухоли путем определения реагентов для увеличения количества или активности патрулирующих моноцитов, либо в качестве фармацевтических препаратов, либо, возможно, путем передачи клеток пациенту».Хедрик также считает, что новые открытия могут быть широко применимы. «В этом исследовании мы наблюдали эффекты в первую очередь в легких, потому что в этой ткани обычно присутствует много этих типов моноцитов», — говорит она, подчеркивая, что они не исследовали другие потенциальные места метастазирования на своей модели на мышах. «Патрулирование моноцитов может предотвратить метастазирование в другие органы, что мы рассмотрим в будущих исследованиях».