Исследование дает представление о механизмах распространения клеток глиомы по головному мозгу в качестве разрушительной формы рака мозга и потенциально предлагает заманчивую возможность для лечения.Отличительной чертой глиом является то, что клетки могут мигрировать от центральной опухоли, вторгаясь в здоровую ткань мозга. Даже если опухолевое образование удаляется хирургическим путем, мигрировавшие злокачественные клетки остаются и могут перерасти в новую опухоль.Для роста клеткам глиомы необходим доступ к питательным веществам в системе кровоснабжения, и известно, что глиомы перемещаются по кровеносным сосудам в головном мозге.
Теперь исследователи в лаборатории нейробиолога Харальда Сонтхаймера, доктора философии, профессора кафедры нейробиологии UAB, обнаружили, что при движении глиомы вытесняют астроцитарные конечности, которые играют важную роль в регулировании кровотока в головном мозге.Астроциты — это звездчатые клетки в головном мозге, которые окружают кровеносные сосуды и соединяются с ними через выступы, называемые концами, которые отходят от астроцита и прикрепляются к стенке сосуда.
Поверхность почти каждого кровеносного сосуда в головном мозге покрыта кончиками пальцев, которые регулируют работу гладкомышечных клеток на стенках кровеносных сосудов. Через это соединение мышечным клеткам могут быть даны инструкции сужать кровеносный сосуд и ограничивать кровоток или расширять сосуд и увеличивать кровоток.
Зонтхаймер, директор Центра глиальной биологии в медицине UAB, говорит, что, поскольку человек выполняет различные неврологические функции, кровоток должен увеличиваться в областях, ответственных за эту функцию, и, соответственно, уменьшаться в других областях для поддержания баланса.Появление клетки глиомы все меняет.«Клетки глиомы, перемещающиеся по кровеносным сосудам, буквально перерезают соединение кончиков астроцитов с сосудами и отталкивают их в сторону», — сказал Зонтхаймер. «Нарушая эту важную нервную связь, можно ожидать неблагоприятных когнитивных эффектов.
Кроме того, наше исследование показало, что глиомы затем берут контроль над кровеносными сосудами для своих собственных целей. расти и распространяться ".Команда Зонтхаймера говорит, что клетки глиомы имеют тенденцию собираться в местах соединения кровеносных сосудов, почти как если бы они разбили лагерь у ручья, где он впадает в реку. Готовый запас питательных веществ позволит клетке вырасти в большую опухолевую массу.Путешествуя по внешней стороне кровеносного сосуда, клетки глиомы получают доступ к питательным веществам из кровотока.
В качестве побочного эффекта этого процесса они повреждают гематоэнцефалический барьер. Барьер, слой эндотелиальных клеток, защищает мозг, ограничивая попадание вредных веществ из кровотока в ткани мозга.
«Мы обнаружили, что, когда глиомы отталкивают концы астроцитов, нарушается целостность эндотелиальных клеток, составляющих гематоэнцефалический барьер», — сказала Стефани Робель, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Зонтхаймера и соавтор. автор исследования. «Барьер ослабевает и начинает протекать. Утечка через барьер может вызвать серьезное повреждение ткани мозга».«Эта утечка, по-видимому, является следствием миграции клеток глиомы по кровеносным сосудам в поисках питательных веществ», — сказала Стейси Уоткинс, доктор медицинских наук. студент лаборатории Зонтхаймера и соавтор. «Когда клетки глиомы контактируют с сосудами, они получают прямой доступ к питательным веществам».
Но среди пагубных последствий, которые наблюдала команда Зонтхаймера — отрыв конечностей от их кровеносных сосудов, нарушение нормальной мозговой деятельности, нарушение контроля над кровеносными сосудами и нарушение гематоэнцефалического барьера — он говорит, что это может быть серебряная подкладка. Идея о том, что глиомы заставляют гематоэнцефалический барьер становиться пористым и протекать, может открыть новый путь для уничтожения злокачественных клеток по мере их миграции.Химиотерапия, обычно вводимая внутривенно, не считается эффективной стратегией для уничтожения глиом. Химиотерапевтические агенты очень эффективны в уничтожении раковых клеток в других частях тела, но преобладает мнение, что такие лекарства не преодолеют гематоэнцефалический барьер и, следовательно, не достигнут своей цели.
«Химиотерапия обычно не применяется в случаях глиомы до тех пор, пока не будут применены другие методы лечения, такие как хирургическое вмешательство и лучевая терапия», — сказал Зонтхаймер. «Наши результаты, которые предполагают, что глиомы фактически ослабляют гематоэнцефалический барьер и вызывают утечку, могут указывать на то, что высокие дозы внутривенной химиотерапии, используемые на ранней стадии после диагноза рака мозга, будут полезны».Исследование, финансируемое Национальными институтами здравоохранения и Американской ассоциацией опухолей мозга, проводилось на клинически значимой мышиной модели злокачественной глиомы человека.
Зонтхаймер говорит, что следующим логическим шагом будет дальнейшее изучение когнитивного воздействия разрыва связи концевых ног астроцитов с кровеносными сосудами.