Przerzuty do mózgu
Patofizjologia i mechanizm
Przerzuty do mózgu, występujące u 20-40% pacjentów z nowotworami pierwotnymi, stanowią najczęstszy typ guzów wewnątrzczaszkowych i wiążą się z niekorzystnym rokowaniem. Proces przerzutowania jest wieloetapowy i obejmuje transformację komórek nowotworowych, ich migrację przez barierę krew-mózg (BBB) oraz adaptację do mikrośrodowiska mózgu. Przekroczenie BBB odbywa się głównie drogą paracelularną, z udziałem dysregulacji białek połączeń ścisłych (oklodyna, klaudyna-5, ZO-1) oraz enzymów proteolitycznych, takich jak katepsyna S, której inhibitor VBY-999 wykazuje potencjał terapeutyczny. Po kolonizacji mózgu komórki nowotworowe wykorzystują kooptację naczyniową i reprogramowanie metaboliczne (np. wzrost FABP7 i LEF1), co umożliwia im przetrwanie w warunkach hipoksji i niedoboru glukozy. Kluczową rolę w progresji przerzutów odgrywają także interakcje z komórkami gospodarza, w tym astrocytami, które poprzez produkcję TIMP1 modulują odpowiedź immunologiczną, hamując efektywność komórek obronnych. Wysokie poziomy lipokaliny-2 (LCN2) i białka S100A9 w przerzutach korelują z nasileniem neuroinflammacji, progresją choroby i gorszym rokowaniem, co wskazuje na ich potencjał jako biomarkerów i celów terapeutycznych.
- Patogeneza przerzutów do mózgu
- Bariera krew-mózg w procesie przerzutowania
- Procesy po przekroczeniu bariery krew-mózg
- Mechanizmy molekularne w przerzutach do mózgu
- Pokonywanie bariery krew-mózg przez komórki nowotworowe
- Transformacja nabłonkowo-mezenchymalna (EMT)
- Rozkład macierzy zewnątrzkomórkowej i modyfikacja mikrośrodowiska
- Rola zapalenia w procesie przerzutowania
- Kolonizacja i wzrost w mózgu
- Modulacja odporności i mikrośrodowiska w przerzutach do mózgu
- Rola astrocytów w modulacji odpowiedzi immunologicznej
- Markery prognostyczne i cele terapeutyczne
- Znaczenie S100A9 w oporności na radioterapię
- Implikacje kliniczne i potencjał terapeutyczny
Patogeneza przerzutów do mózgu
Przerzuty do mózgu stanowią najczęstszy rodzaj guzów wewnątrzczaszkowych u dorosłych i są związane z niekorzystnym rokowaniem. Częstość występowania przerzutów do mózgu wzrasta paradoksalnie wraz z rozwojem terapii celowanych, które poprawiają kontrolę choroby nowotworowej w środowisku pozaczaszkowym. Szacuje się, że 20-40% pacjentów z rozpoznanym pierwotnym nowotworem rozwinie przerzuty do mózgu.12 Mechanizmy molekularne, które predysponują i ułatwiają rozwój przerzutów do mózgu, są słabo poznane, jednak zrozumienie tych procesów ma fundamentalne znaczenie dla lepszego zrozumienia rozwoju przerzutów i ostatecznie poprawy opieki nad pacjentem i zwiększenia przeżywalności.3
Patofizjologia przerzutów do mózgu to złożony, wieloetapowy proces, kierowany mechanizmami molekularnymi. Z pierwotnego narządu komórki nowotworowe muszą ulec transformacji, rozrastać się i być transportowane do ośrodkowego układu nerwowego, gdzie mogą pozostawać w stanie uśpienia przez różne okresy przed inwazją i dalszym wzrostem.4 Przerzuty do mózgu, podobnie jak do każdego innego narządu, wymagają złożonych sieci komunikacyjnych między komórką inwazyjną a komórkami rezydującymi w miejscu przerzutu. Przed przybyciem do miejsca przerzutu komórki nowotworowe mogą modulować mikrośrodowisko, aby uczynić je bardziej sprzyjającym przetrwaniu i wzrostowi. Hipoteza ta znana jest jako tworzenie niszy przedprzerzutowej.5
Bariera krew-mózg w procesie przerzutowania
Najbardziej unikalną barierą zapobiegającą przerzutom do mózgu jest istnienie bariery krew-mózg (BBB), ciągłego śródbłonka, który ściśle reguluje dostęp do mózgu. Aby komórki mogły przerzutować do mózgu, muszą pokonać tę barierę, co można osiągnąć przez zakłócenie integralności strukturalnej BBB.6 BBB reguluje transfer substancji chemicznych i rozpuszczalnych między układem krążenia a OUN, a jej unikalna struktura chroni OUN przed patogenami.7
Konkretna droga, którą komórki nowotworowe przekraczają BBB, pozostaje niejasna. Większość komórek nowotworowych wydaje się używać sposobu paracelularnego, podobnie jak komórki raka piersi przekraczające BBB, gdzie przeciskają się przez komórki śródbłonka, zaburzając ich połączenia międzykomórkowe. Co ciekawe, zakłócenie połączeń śródbłonka wydaje się być naprawiane po paracelularnej ekstrawazcji, bez znaczącego uszkodzenia BBB.8
Wysoce selektywna przepuszczalność BBB w dużej mierze zależy od obecności ciągłych połączeń ścisłych (tight junctions), które łączą komórki śródbłonka, co oznacza, że dysregulacja ekspresji białek połączeń ścisłych, takich jak oklodyna, klaudyna-5 i ZO-1, może krytycznie wpływać na przepuszczalność BBB. Proces ten może być wzmocniony przez substancję P wydzielaną z komórek raka piersi.9
Ponadto, katepsyna S wytwarzana przez komórki nowotworowe i makrofagi pośredniczy w transmigracji przez BBB poprzez proteolityczne przetwarzanie cząsteczki adhezji połączeń JAM-B, co dostarcza uzasadnienia dla stosowania specyficznego inhibitora katepsyny S – VBY-999 w redukcji eksperymentalnych przerzutów do mózgu.10
Procesy po przekroczeniu bariery krew-mózg
Po przekroczeniu bariery krew-mózg, mikrośrodowisko mózgu stwarza kolejne wyzwania dla wzrostu komórek nowotworowych. Mózg składa się z neuronów i komórek glejowych, które mogą podtrzymywać komórki nowotworowe poprzez przejęcie tego systemu wsparcia.11 Komórki nowotworowe naciekające mózg muszą rozmnażać się w specyficznych warunkach metabolicznych, w szczególności w warunkach hipoksji i niedoboru glukozy.12
Gdy komórki nowotworowe opuszczą krwiobieg, rozpoczynają proces tworzenia kolonii przerzutowej. Kolonizacja przerzutów do mózgu obejmuje szereg kroków, w tym przebudzenie ze stanu uśpienia, kooptację naczyniową dla tworzenia mikroprzerzutów i reprogramowanie metaboliczne.13
Aktywne komórki przerzutowe mają tendencję do tworzenia mikroprzerzutów wzdłuż naczyń krwionośnych poprzez kooptację naczyniową, przygotowując się do ciągłego wzrostu zmian przerzutowych. Wykazano, że pomyślny wzrost komórek nowotworowych w mózgu wymaga przylegania do powierzchni naczyń włosowatych i rozciągania się w celu tworzenia wydłużonych skupisk wokół naczyń wraz z tworzeniem pętli naczyniowych.14
Brak kooptacji naczyniowej może spowodować niepowodzenie przerzutu, dlatego ingerencja w ten etap jest atrakcyjną strategią terapeutyczną. Zidentyfikowano różne kluczowe cząsteczki i komórki zaangażowane w promowanie kooptacji naczyniowej.15
Mechanizmy molekularne w przerzutach do mózgu
Dla stabilnej kolonizacji komórki nowotworowe muszą zmienić swój wzorzec metaboliczny, aby lepiej dostosować się do nowych mikrośrodowisk, w których się znajdują. Zwiększony poziom białka wiążącego kwasy tłuszczowe 7 (FABP7) w komórkach przerzutów do mózgu umożliwia im prosperowanie w nieprzyjaznych środowiskach poprzez wzmocniony efekt Warburga i wykorzystanie kwasów tłuszczowych.16
Czynnik transkrypcyjny LEF1 (lymphoid enhancer-binding factor-1) wspiera kolonizację przerzutową mózgu poprzez zwiększenie poziomu glutationu, aby hamować niszczenie komórek raka piersi przez reaktywne formy tlenu.17 Interakcje między komórkami raka a komórkami gospodarza wymagają dalszych badań; mogłyby być one rozważane jako potencjalne cele terapeutyczne dla poprawy skuteczności leczenia.18
Kanały jonowe są kluczowymi modulatorami patofizjologii komórek nowotworowych i są możliwymi celami leczenia raka. Projektując specyficzne nanomedykamenty dla kanałów jonowych zaangażowanych w raka mózgu, aktywność tych produktów może być kontrolowana w celu zmniejszenia lub zwiększenia wydajności. Opracowanie nanoleku do regulacji kanałów jonowych zaangażowanych w przerzuty do mózgu ma potencjał transformacji terapii raka i jest atrakcyjnym kierunkiem dalszych badań.1920
Pokonywanie bariery krew-mózg przez komórki nowotworowe
Aby doszło do przerzutu, komórki nowotworowe muszą uzyskać dostęp do krążenia, przetrwać podczas cyrkulacji, przejść przez mikronaczynia adoptowanych organów, ekstrawiązać do miąższu narządu i ponownie osiedlić się w miejscu wtórnym. Proces ten wymaga, aby komórki nowotworowe przeniknęły przez błonę podstawną i przekroczyły błonę podśródbłonkową. Komórki nowotworowe osiągają to produkując enzymy proteolityczne, zwłaszcza metaloproteinazy i katepsyny, które pomagają im rozkładać macierz podstawną i zwiększać ich inwazyjność.21
Komórki nowotworowe modulują ekspresję fibronektyny, kolagenu lub lamininy oraz zmieniają typ receptora integrynowego na swojej powierzchni i na powierzchni otaczających komórek podścieliska, powodując dezintegrację komórek podścieliska i tworząc permisywne środowisko dla ich ekspansji i inwazji.22
Wykazano, że komórki nowotworowe rekrutują komórki pochodzące ze szpiku kostnego w celu modyfikacji mikrośrodowiska odległego miejsca docelowego; tworzenie niszy przedprzerzutowej przez zmianę poziomu fibronektyny i uczynienie miejsca bardziej sprzyjającym kolonizacji przerzutowego guza.2324
Transformacja nabłonkowo-mezenchymalna (EMT)
Transformacja nabłonkowo-mezenchymalna (EMT), podobnie jak większość przerzutów, ma szczególne znaczenie i funkcję w przerzutach do mózgu. Wpływ EMT na proces przerzutowy i tworzenie mas przerzutowych wymaga dalszych badań, ale kilka badań wykazało przerzuty różnych nowotworów do mózgu poprzez aktywną rolę EMT w tym procesie.25
EMT opisuje tymczasowe, odwracalne zjawisko, w którym komórki mogą ulegać odróżnicowaniu, migrować do odległego ogniska, a następnie ponownie różnicować się z powrotem do swojej oryginalnej komórki, tworząc nową strukturę.26
Aby migrować, komórki zwykle przechodzą przejście nabłonkowo-mezenchymalne, złożony proces, w którym komórki nowotworowe pozbawiają się swoich cech nabłonkowych, stają się mniej zróżnicowane i mają bardziej agresywne i podobne do komórek macierzystych cechy. EMT zachodzi podczas lokalnej inwazji i intrawazcji.27
Rozkład macierzy zewnątrzkomórkowej i modyfikacja mikrośrodowiska
Zdolność komórek nowotworowych do ucieczki z miejsca pierwotnego zależy od ich zdolności do przebudowy macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM). Kompleks molekularny E-kadheryna-katenina jest niezbędny do utrzymania normalnej i nowotworowej cytoarchitektury.28
Komórki przerzutowe wytwarzają enzymy proteolityczne, które mogą degradować błonę podstawną nabłonka (BM), która pełni ważną funkcję w utrzymaniu BBB. Komórki inwazyjne przyczepiają się do komórek śródbłonka mikronaczyń w mózgu i lizują komórki BM, następnie komórki inwazyjne wnikają do krążenia ogólnego i inwazyjnie wnikają do BBB.29
W przerzutach do mózgu występują zmiany molekularne w blaszce podstawnej mikronaczyń, a dowody wskazują, że przepuszczalność naczyń krwionośnych zwiększa się. W przerzutach do mózgu komórki nowotworowe inwazyjnie wnikają do BBB i zwiększają przepuszczalność komórek śródbłonka związanych z guzem.30
Rola zapalenia w procesie przerzutowania
Guz może przyciągać komórki zapalne, które zapewniają bardziej korzystne warunki dla dalszego wzrostu przerzutów i wpływają na BBB. Podczas rozwoju guza przerzutowego w mózgu jego objętość zwiększa się, a on sam nacieka tkankę mózgową pod wpływem czynników wzrostu wytwarzanych przez astrocyty.31
W nowym badaniu z Uniwersytetu w Tel Awiwie opublikowanym w czasopiśmie Nature Cancer, zespół badaczy kierowany przez prof. Netę Erez, szefa laboratorium biologii guzów z Zakładu Patologii na Wydziale Medycyny Sacklera, zidentyfikował i scharakteryzował nowy mechanizm, który ułatwia tworzenie przerzutów do mózgu i stwierdził, że upośledzenie tego mechanizmu znacząco zmniejszyło rozwój przerzutów do mózgu u myszy.32
W tym nowym badaniu badacze wykazali, że lipokalina-2 (LCN2) jest kluczowym czynnikiem wywołującym stan zapalny neurologiczny w mózgu. Co więcej, badacze odkryli, że wysokie poziomy LCN2 we krwi pacjentów i przerzutach do mózgu z kilku typów raka są związane z progresją choroby i zmniejszoną przeżywalnością.33
„Nasze odkrycia ujawniają wcześniej nieznany mechanizm, w którym LCN2 pośredniczy w komunikacji między komórkami odpornościowymi ze szpiku kostnego a komórkami podporowymi w mózgu, aktywuje mechanizmy zapalne i w ten sposób pomaga w progresji choroby przerzutowej w mózgu, i zademonstrowane jego znaczenie”.34
Kolonizacja i wzrost w mózgu
Gdy komórki nowotworowe opuszczą krwiobieg, rozpoczynają proces zakładania kolonii przerzutowej. Kolonizacja komórek przerzutowych w mózgu obejmuje szereg kroków, w tym przebudzenie ze stanu uśpienia, kooptację naczyniową dla tworzenia mikroprzerzutów i reprogramowanie metaboliczne.35
Kooptacja naczyniowa
Aktywne komórki przerzutowe mają tendencję do tworzenia mikroprzerzutów wzdłuż naczyń krwionośnych poprzez kooptację naczyniową, przygotowując się do ciągłego wzrostu zmian przerzutowych. Wykazano, że pomyślny wzrost komórek nowotworowych w mózgu wymaga przylegania do powierzchni naczyń włosowatych i rozciągania się w celu tworzenia wydłużonych skupisk wokół naczyń wraz z tworzeniem pętli naczyniowych.36
Po przejściu BBB, CTCs docierają do miąższu mózgu. Warunkiem wstępnym udanej kolonizacji miąższu jest ustanowienie niszy przerzutowej opartej na interakcjach z kilkoma typami komórek.37 Kolonizacja mózgu przez komórki nowotworowe jest wynikiem wzajemnych interakcji z mikrośrodowiskiem guza. Jedną z konsekwentnych cech obserwowanych w tym kontekście jest nabywanie fenotypu neuronalnego w oparciu o przeprogramowanie transkrypcyjne.38
Brak kooptacji naczyniowej może spowodować niepowodzenie przerzutu; dlatego ingerencja w ten etap jest atrakcyjną strategią terapeutyczną. Zidentyfikowano różne kluczowe cząsteczki i komórki zaangażowane w promowanie kooptacji naczyniowej.39
Reprogramowanie metaboliczne
Dla stabilnej kolonizacji komórki nowotworowe muszą zmienić swój wzorzec metaboliczny, aby lepiej dostosować się do nowych mikrośrodowisk, w których się znajdują. Zwiększony poziom białka wiążącego kwasy tłuszczowe 7 (FABP7) w komórkach przerzutów do mózgu umożliwia im prosperowanie w nieprzyjaznych środowiskach poprzez wzmocniony efekt Warburga i wykorzystanie kwasów tłuszczowych.40
Czynnik transkrypcyjny LEF1 (lymphoid enhancer-binding factor-1) wspiera kolonizację przerzutową mózgu poprzez zwiększenie poziomu glutationu, aby hamować niszczenie komórek raka piersi przez reaktywne formy tlenu (ROS).41
Komórki nowotworowe naciekające mózg muszą rozmnażać się w specyficznych warunkach metabolicznych, w szczególności w warunkach hipoksji i niedoboru glukozy.42 Warunki hipoksyczne tworzące się w nekrotycznej części centralnej guzów przerzutowych przyczyniają się również do ich niestabilności genetycznej.43
Interakcje z mikrośrodowiskiem mózgu
Interakcje między komórkami nowotworowymi a komórkami gospodarza wymagają dalszych badań; mogłyby one być rozważane jako potencjalne cele terapeutyczne dla poprawy skuteczności leczenia.44
Środowisko międzykomórkowe, w tym komórki śródbłonka, perycyty, fibroblasty i leukocyty, przyczynia się do stresów na komórki nowotworowe, zwiększając niestabilność genomową i dysregulację epigenetyczną.4546
Badacze z CNIO odkryli, że rak wypacza pewne komórki mózgowe, astrocyty, i powoduje, że wytwarzają one białko, które działa na korzyść guza. „Odkryliśmy, wyjaśnia Neibla Priego, pierwszy autor pracy, że pewne komórki mózgowe zwane astrocytami działają jako immunomodulatory, to znaczy wchodzą w interakcje z układem odpornościowym w mózgu, a w przypadkach przerzutów do mózgu nadużywają tej funkcji, ponieważ są pod wpływem guza”.47
Wypaczone w ten sposób przez raka, astrocyty sprzymierzają się z komórkami nowotworowymi, gdy dochodzi do przerzutów do mózgu. Interakcja astrocytów z układem odpornościowym, która powinna być normalnym procesem immunomodulacji, staje się mechanizmem, który napędza raka, ponieważ astrocyty zakłócają pracę komórek obronnych i uniemożliwiają im zabijanie komórek nowotworowych.48
Grupa CNIO zidentyfikowała kluczową cząsteczkę w tym procesie, zwaną TIMP1. „Astrocyty pro-nowotworowe produkują TIMP1, a to białko jest zaangażowane w dezaktywację komórek obronnych, które powinny zabijać komórki nowotworowe”, mówi Priego.49
Modulacja odporności i mikrośrodowiska w przerzutach do mózgu
Przerzuty do mózgu są wynikiem złożonych interakcji między komórkami nowotworowymi, mikrośrodowiskiem mózgu i układem odpornościowym gospodarza. Zrozumienie tych interakcji jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych.
Rola astrocytów w modulacji odpowiedzi immunologicznej
Grupa badawcza CNIO zidentyfikowała kluczową rolę astrocytów w modulacji odpowiedzi immunologicznej w przerzutach do mózgu. Badacze odkryli, że pewne komórki mózgowe zwane astrocytami działają jako immunomodulatory, to znaczy wchodzą w interakcje z układem odpornościowym w mózgu, a w przypadkach przerzutów do mózgu nadużywają tej funkcji, ponieważ są pod wpływem guza.50
Wypaczone w ten sposób przez raka, astrocyty sprzymierzają się z komórkami nowotworowymi, gdy dochodzi do przerzutów do mózgu. Interakcja astrocytów z układem odpornościowym, która powinna być normalnym procesem immunomodulacji, staje się mechanizmem, który napędza raka, ponieważ astrocyty zakłócają pracę komórek obronnych i uniemożliwiają im zabijanie komórek nowotworowych.51
Grupa CNIO zidentyfikowała kluczową cząsteczkę w tym procesie, zwaną TIMP1. „Astrocyty pro-nowotworowe produkują TIMP1, a to białko jest zaangażowane w dezaktywację komórek obronnych, które powinny zabijać komórki nowotworowe”, mówi Priego.52
Markery prognostyczne i cele terapeutyczne
Wykazawszy, że cząsteczka TIMP1 działa na komórki układu odpornościowego i czyni je mniej skutecznymi, zespół CNIO proponuje wykorzystanie jej jako biomarkera do wykrywania przerzutów do mózgu dotkniętych tym immunosupresyjnym mechanizmem. Badanie idzie dalej. Grupa Manuela Valiente proponuje alternatywę terapeutyczną ukierunkowaną na astrocyty: połączenie immunoterapii z inhibitorami, które zapobiegają produkcji cząsteczki TIMP1.53
Celem jest połączenie inhibicji TIMP1 z tradycyjną immunoterapią, „co zwiększyłoby siłę strategii terapeutycznej i ułatwiło jej włączenie do protokołów klinicznych”, mówi Valiente.54
Lipokalina-2 (LCN2) została zidentyfikowana jako kluczowy czynnik wywołujący neuroinflammację w mózgu. Badacze odkryli, że wysokie poziomy LCN2 we krwi pacjentów i przerzutach do mózgu z kilku typów raka są związane z progresją choroby i zmniejszoną przeżywalnością. „Wykazaliśmy znaczenie LCN2 dla rozwoju przerzutów poprzez genetyczne hamowanie jego ekspresji u myszy, co spowodowało znaczne zmniejszenie neuroinflammacji i zmniejszenie przerzutów do mózgu”.5556
Znaczenie S100A9 w oporności na radioterapię
Poprzez bezstronną analizę eksperymentalnych modeli in vivo przerzutów do mózgu opornych na WBRT, zidentyfikowano aktywację szlaku S100A9-RAGE-NF-kB-JunB w przerzutach do mózgu jako potencjalnego mediatora oporności w tym narządzie.57
Badacze odkryli, że komórki nowotworowe z przerzutami do mózgu z różnych guzów pierwotnych są indukowane do wysokiej ekspresji S100A9 w środowisku mózgu, co pośredniczy w oporności na radioterapię poprzez aktywację NF-kB.58
Genetyczne lub farmakologiczne celowanie w S100A9 przez przepuszczalny przez barierę krew-mózg inhibitor FPS-ZM1 jego receptora, RAGE (receptor dla zaawansowanych produktów glikacji), silnie uwrażliwia przerzuty do mózgu na napromienianie w eksperymentalnych modelach przerzutów do mózgu, a także w organotypowych hodowlach pochodzących od pacjentów.59
Wyniki badaczy sugerują wykorzystanie S100A9 jako klinicznie istotnego biomarkera do personalizacji radioterapii dla pacjentów z przerzutami do mózgu oraz inhibitora FPS-ZM1 jako środka radiouczulającego.60
Implikacje kliniczne i potencjał terapeutyczny
Zrozumienie patogenezy przerzutów do mózgu ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych. Wiele badań koncentruje się obecnie na celowaniu w konkretne mechanizmy molekularne zaangażowane w proces przerzutowania.
Bariery w leczeniu przerzutów do mózgu
Jedną z głównych przeszkód w leczeniu przerzutów do mózgu jest bariera krew-mózg (BBB), która ogranicza przenikanie wielu leków do tkanki mózgowej. Większość leków nie przenika efektywnie przez barierę krew-mózg i to jest jeden z głównych powodów, dla których przerzuty do mózgu są tak trudne do leczenia.61
Hydroksychlorochina hamuje autofagię w późniejszym punkcie szlaku i, co ważne, łatwo przenika przez barierę krew-mózg. Badacze wykazali, że ta kombinacja leków skutecznie zmniejszyła liczbę i rozmiar przerzutów raka piersi do mózgu w modelach mysich.62
Celowanie w autofagię
Badanie prowadzone przez badaczy z University of Arizona Cancer Center zidentyfikowało mechanizm biologiczny, który może prowadzić do bardziej skutecznych metod leczenia raka piersi, który uległ przerzutom do mózgu. Badając różnice metaboliczne między pierwotnymi komórkami raka piersi a tymi, które ulegają przerzutom do mózgu, ustalili, że autofagia była znacznie zwiększona w przerzutach do mózgu. Autofagia jest procesem recyklingu komórkowego, który komórki nowotworowe mogą wykorzystywać do przetrwania w stresujących warunkach, takich jak te wywołane przez leki przeciwnowotworowe.63
„Byliśmy w stanie zakłócić zdolność komórek raka piersi do tworzenia przerzutów do mózgu poprzez upośledzenie szlaku autofagii.” W badaniu opublikowanym w Clinical and Translational Medicine badacze najpierw pokazali, że ukierunkowanie na kluczowy gen regulujący autofagię ATG7 znacznie zmniejszyło zdolność komórek raka piersi do tworzenia przerzutów do mózgu w modelach mysich.64
Celowanie w lipokalinę-2
Badacze z Uniwersytetu w Tel Awiwie zidentyfikowali i scharakteryzowali nowy mechanizm, który ułatwia tworzenie przerzutów do mózgu i odkryli, że upośledzenie tego mechanizmu znacząco zmniejszyło rozwój przerzutów do mózgu u myszy. W tym badaniu badacze wykazali, że lipokalina-2 (LCN2) jest kluczowym czynnikiem wywołującym neuroinflammację w mózgu. Ponadto odkryli, że wysokie poziomy LCN2 we krwi pacjentów i przerzutach do mózgu z kilku typów raka są związane z progresją choroby i zmniejszoną przeżywalnością.65
„Wykazaliśmy znaczenie LCN2 dla rozwoju przerzutów poprzez genetyczne hamowanie jego ekspresji u myszy, co spowodowało znaczne zmniejszenie neuroinflammacji i zmniejszenie przerzutów do mózgu. Funkcjonalne i prognostyczne aspekty LCN2, które zidentyfikowaliśmy w przerzutach do mózgu w modelach mysich, a także u pacjentów z rakiem, sugerują, że celowanie w LCN2 mogłoby być skuteczną strategią terapeutyczną opóźniającą lub zapobiegającą nawrotowi przerzutów do mózgu.”66
Kombinacja terapii dla przerzutów do mózgu
Badanie prowadzone przez Ludwig Cancer Research zidentyfikowało i wstępnie zwalidowało kombinowane leczenie przerzutów do mózgu raka piersi, częstej i zazwyczaj śmiertelnej manifestacji złośliwości. Kombinowana terapia, opisana w bieżącym numerze Nature Cancer, celuje w związane z guzem makrofagi i mikroglej (TAM), komórki odpornościowe znajdowane w przerzutach do mózgu, które komórki nowotworowe mogą manipulować, aby wspierać ich wzrost i przeżycie.67
Mechanizm ten, który angażuje alternatywny szlak sygnalizacyjny w TAM skupiony wokół wydzielanego czynnika białkowego o nazwie CSF2 i białka, które pomaga przekazywać jego sygnały, STAT5, ożywia wzrost guza poprzez promowanie ekspresji genów zaangażowanych w zapalenie i gojenie ran.68
Badacze pokazują, że blokowanie tego szlaku sygnalizacyjnego w połączeniu z inhibicją CSF1R znacząco wydłuża przeżycie w modelach mysich przerzutów z piersi do mózgu. „Nasze badanie identyfikuje racjonalnie opracowaną terapię kombinowaną, która angażuje przeciwnowotworową odpowiedź immunologiczną i jednocześnie podważa mechanizm oporności, który, jak teraz wykazaliśmy, może rozwinąć się w odpowiedzi na początkową terapię, inhibicję CSF1R.”69
Badacze z CNIO zaproponowali nową metodę leczenia przerzutów do mózgu, które słabo reagują, lub wcale, na immunoterapię, i dostarczyli biomarker do przewidywania, w których przypadkach powinna być stosowana. Dla przerzutów do mózgu – gdy guz, który rozpoczął się w innym narządzie, rozprzestrzenia się do mózgu – niedawno próbowano immunoterapii, z mieszanymi wynikami.70
Grupa CNIO zidentyfikowała kluczową cząsteczkę w procesie, zwaną TIMP1. „Pro-tumorowe astrocyty produkują TIMP1, a to białko jest zaangażowane w dezaktywację komórek obronnych, które powinny zabijać komórki nowotworowe”. Po wykazaniu, że ta cząsteczka, TIMP1, działa na komórki układu odpornościowego i czyni je mniej skutecznymi, zespół CNIO proponuje wykorzystanie jej jako biomarkera do wykrywania przerzutów do mózgu dotkniętych tym immunosupresyjnym mechanizmem.71
„TIMP1 jest dobrym biomarkerem, ponieważ jest wydzielany w znacznie większych ilościach w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z przerzutami do mózgu”, mówi Priego. Grupa Manuela Valiente proponuje alternatywę terapeutyczną ukierunkowaną na astrocyty: połączenie immunoterapii z inhibitorami, które zapobiegają produkcji cząsteczki TIMP1.72
„Istnieje lek zwany silibininą, który jest już stosowany na zasadzie użycia ze względów humanitarnych, który hamuje produkcję cząsteczki TIMP1”, mówi Valiente. „Trwa już badanie kliniczne w celu przetestowania jego skuteczności terapeutycznej w przerzutach do mózgu. Mamy nadzieję, że będziemy mieć wyniki w 2025 roku.”73
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.