Ученые из Детской исследовательской больницы Св. Иуды обнаружили, какие клетки дают начало определенным группам высокого риска развития медуллобластомы. Полученные данные помогут исследователям лучше понять биологию заболевания, а также разработать более совершенные исследовательские модели и направить их поиск терапевтических целей. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Nature .

Медуллобластома является наиболее распространенной злокачественной опухолью головного мозга у детей. Существует четыре молекулярных подгруппы: SHH, WNT, группа 3 и группа 4. Исследования уже показали, какие нервные ткани дают начало SHH и WNT: SHH из внешнего гранулярного слоя (где развиваются гранулярные нейроны) и WNT из ствола мозга. Однако происхождение медуллобластом группы 3 и группы 4 установить было труднее.

Теперь ученые проследили начало развития медуллобластом группы 3 и группы 4 до ромбической губы, структуры, присутствующей в раннем развитии мозжечка. Это первый раз, когда исследователи определили конкретное происхождение медуллобластомы группы 3 и подтверждают предыдущие выводы о группе 4.

Между группой 3 и группой 4 существовала эта двусмысленность и совпадение, что затрудняло определение их происхождения. У нас были доказательства того, что у этих групп было какое-то общее происхождение, которое затем, вероятно, разошлось в зависимости от генетических событий, вызывающих эти опухоли, но до сих пор мы не могли сказать это окончательно».

Пол Норткотт, доктор философии, автор-корреспондент, отделение нейробиологии развития Сент-Джуд

«Помогая обнаружить и описать группы 3 и 4 более десяти лет назад, моей лаборатории было крайне любопытно решить биологию их развития и выяснить, имеют ли они общее происхождение», — сказал Норткотт.

Как найти правильную дорожную карту

В 2019 году Норткотт и его команда опубликовали атлас развития мозжечка мышей. Эта работа основывалась на профилировании транскрипции отдельных клеток и позволила исследователям сравнить профили пациентов с медуллобластомой и мозжечка мыши. Предыдущая работа с атласом мышей показала, что медуллобластома группы 4 происходит из униполярных щеточных клеток, которые также прослеживаются в процессе развития до ромбической губы. Но происхождение медуллобластомы группы 3 оставалось неясным.

Затем Норткотт сотрудничал с соавтором текущего исследования Кэтлин Миллен, доктором философии, в Детской больнице Сиэтла. Миллен и ее команда создали первый атлас развития мозжечка человека. Вооружившись человеческим атласом, Норткотт и его команда смогли найти транскриптомные сигнатуры различных подгрупп медуллобластом в контексте одного и того же вида. Примечательно, что ученые обнаружили, что и группа 3, и группа 4, вероятно, возникают из ромбической губы, одной из основных областей развивающегося мозжечка.

«Как только у нас появился атлас человека, все просто открылось», — сказал Норткотт. «Были эти четкие, резкие различия между развитием мозжечка человека и мыши, которые показали, насколько сложнее человеческое развитие».

Раковый поворот на пути развития

Представьте себе ромбическую кромку в качестве стартовой линии в гонке. Собираются стволовые клетки и клетки-предшественники, готовые к взлету. Как только клетки отправляются в путь, они начинают расходиться, расходясь в разных направлениях, превращаясь в отдельные популяции клеток.

Исследователи сопоставили эти разные популяции клеток ромбической губы с медуллобластомами группы 3 и группы 4. Клетки группы 3 более примитивны (они остались ближе к стартовой линии), тогда как клетки группы 4 продвинулись дальше в своем развитии (они продвинулись дальше по курсу).

Полученные данные объясняют, почему группа 3 и группа 4 имеют некоторые общие характеристики, но отличаются друг от друга. Они возникают из одной и той же общей области, но из разных популяций клеток по ходу их развития.

Выводы также подчеркивают необходимость совместных исследований, объединяющих опыт различных дисциплин. Например, в дополнение к транскриптомному анализу исследователи также использовали методы визуализации, чтобы помочь своим исследованиям. Норткотт и его команда сотрудничали в этой работе с покойным Золтаном Патаем, доктором медицины, доктором философии, который в то время работал заведующим отделением диагностической визуализации в Сент-Джуде.

Автор статьи, Патай, недавно сказал об исследовании: «Эта работа подчеркивает необходимость и ценность диалога и обмена идеями между учеными, занимающимися фундаментальными исследованиями, и клиническими экспертами, включая рентгенологов в исследовательской деятельности. подтверждение результатов наблюдательной магнитно-резонансной томографии и данных основных исследований для определения анатомической точки происхождения этих опухолей в группе медуллобластомы 3 и 4. Это то, что было уникально возможно в Сент-Джуд».

Помимо ответа на животрепещущий биологический вопрос, результаты могут помочь исследователям разработать более совершенные модели для изучения этих подгрупп. Понимание клеток происхождения также позволит исследователям сравнивать исходные и опухолевые клетки, чтобы получить более тонкое понимание специфических зависимостей опухоли, которые можно исследовать терапевтически.