Исследователям удалось отследить пути развития метастазов с помощью CRISPR

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT), Калифорнийского университета в Беркли и Калифорнийского университета в Сан-Франциско использовали технологию редактирования генов CRISPR/Cas9 для составления подробного генеалогического древа, которое выявило динамику развития и прогрессирования метастазов рака. Результаты опубликованы в журнале Science.

С помощью нового метода, основанного на технологии CRISPR/Cas9, ученые, отслеживая раковые клетки, обнаружили гены, которые либо способствовали, либо препятствовали метастатической активности клеток, а также «центры метастазирования», т.е. очаги онкологической опухоли, на которые, по их мнению, можно направить новые методы лечения рака. 

Инструмент поможет понять, как часто метастазирует та или иная опухоль, узнать источник метастаза и направление его распространения, сообщил профессор биологии MIT и соавтор исследования Джонатан Вайсман. «Имея возможность проследить происхождение опухоли in vivo, вы обнаруживаете различия в ее биологии, которые ранее были недоступны», – добавил он. 

Существующие инструменты отслеживания происхождения раковых опухолей недостаточно эффективны из-за их относительно низкой чувствительности к мутациям генов и неспособности обеспечить детальными сведениями о направлении движения раковых клеток. Поэтому Вайсман и его коллеги обратились к технологии CRISPR/Cas9.

В своем исследовании ученые использовали модель рака легких у мышей, вызванного мутацией KRAS-гена. Они сконструировали раковые клетки с помощью гена, кодирующего белок Cas9. Когда клетки делились у мышей, Cas9 делал разрезы на целевых участках ДНК, оставляя после т.н. «вставку», или делецию, которая позволила исследователям отслеживать клетки с помощью компьютерных моделей.

Оказалось, что опухолевые клетки, после того как их внедрили в организм, распространялись разными путями, хотя все они происходили из одной и той же клеточной линии. Исследователи разработали филогенетические деревья, которые показывали пути распространения и направление метастазирующих клеток в организме. Используя эти карты, они обнаружили, что многие клетки метастазируют в основном через лимфатическую ткань средостения (центральное пространство грудной клетки между двумя плевральными полостями), предполагая, что этот участок является связующим звеном для метастатаза. 

По словам Вайсмана, если сосредоточить основные усилия по лечению рака на этих местах, то это поможет замедлить метастазирование или предотвратить его. 

Метастазы ответственны за большинство смертей, связанных с раком, но их трудно отслеживать. В прошлом году препарат «Тагриссо» фармацевтической компании AstraZeneca продемонстрировал способность замедлять распространение определенного типа рака легких в мозг. Результаты исследования показали, что лекарственное средство снижает риск распространения метастазов в головной мозг на 82%.