Коллектив ученых Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета исследовал роль гипоксии в биологии стволовых клеток опухоли молочной железы.

Полученные результаты представлены в журнале International journal of molecular sciences. 

По данным Всемирной организации здравоохранения, рак молочной железы является главной причиной смерти женщин от онкологических заболеваний. Повысить эффективность лечения можно за счет персонификации лекарственной терапии, уверена руководитель НИЛ «Трансляционная онкология» ИФМиБ Регина Мифтахова.

«Стволовые опухолевые клетки – это крайне редкая популяция клеток в опухолевой массе, но именно с субпопуляцией этих клеток связывают развитие лекарственной устойчивости и метастатического процесса, которые приводят к рецидивам заболевания и гибели пациентов», – отметила она.

Ранее коллективом ученых из Великобритании и США было доказано, что антибиотики, напрямую не влияющие на рост опухоли, способны подавлять жизнедеятельность стволовых опухолевых клеток путем угнетения их митохондриального биогенеза.

«Эта уникальная характеристика препаратов может быть использована для создания новых эффективных схем терапии рака молочной железы. Химиотерапевтические соединения, применяемые в наши дни для лечения рака молочной железы, убивают активно делящиеся клетки опухоли, при этом практически не влияя на стволовые опухолевые клетки. Антибиотики могут дополнять эффект химиотерапевтических соединений, воздействуя прицельно на стволовые клетки, что потенциально может привести к снижения риска метастазирования и рецидива заболевания», – отметил руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» ИФМиБ, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан Альберт Ризванов.

В ходе исследования ученые ИФМиБ изучили, как гипоксия (низкое содержание кислорода), возникающая внутри быстрорастущих опухолей из-за нарушения кровообращения, влияет на эффективность антибиотиков.

«Ранее гипоксию внутри опухоли было сложно воссоздать in vitro, что затрудняло изучение ее влияния на взаимодействие препаратов и опухолевых клеток, – говорит первый автор статьи, научный сотрудник НИЛ "OpenLab Генные и клеточные технологии" ИФМиБ Алмаз Ахунзянов. – Благодаря уникальной гипоксийной станции, которая была изготовлена специально для наших исследований, мы смогли смоделировать опухоль в молочной железе».

Ученые выяснили, что условия гипоксии могут ослабить ингибирующее (подавляющее) действие антибиотиков на субпопуляцию стволовых опухолевых клеток на модели рака молочной железы. При этом спектр изменений зависел от типа используемого препарата. К примеру, антибиотики доксициклин и эритромицин сохраняли способность к ингибированию деления стволовых опухолевых клеток, но не вызывали гибели присутствующих в культуре обычных опухолевых клеток. При этом азитромицин, другой широко применяемый антибиотик, не влиял на деление стволовых опухолевых клеток. А некоторые из препаратов, включая хлорамфеникол, вызывали увеличение уровня экспрессии маркера терапевтической резистентности.

«Это открытие позволяет по-новому взглянуть на то, как условия роста опухоли (в частности гипоксия) могут влиять на эффективность лекарственных препаратов, в данном случае – антибиотиков. Антибиотики могут быть полезными в лечении онкологических заболеваний, но мы должны учитывать стадию заболевания, динамику роста опухоли и уникальные характеристики микроокружения, в которых находятся опухолевые клетки», – подчеркнул Алмаз Ахунзянов.  

В дальнейшем представители ИФМиБ планируют изучить, как гипоксия и особенности опухолевого микроокружения влияют на эффективность лекарственных препаратов и методов лечения рака. Они надеются, что полученные ими научные результаты помогут в разработке новых, более эффективных методов лечения онкологических заболеваний, учитывающих уникальные условия, в которых находятся опухолевые клетки.