Oamenii de știință au identificat proteinele ​​care provoacă metastaza creierului

Proteina, CEMIP, va fi acum un accent al eforturilor de a prezice, preveni și trata tratamentul metastazelor cerebrale, care sunt o cauză frecventă a deceselor prin cancer, notează Science Daily. 

În studiul lor, publicat pe 4 noiembrie în Nature Cell Biology, oamenii de știință au descoperit că CEMIP determină vasele de sânge și celulele imune rezidente din creier să producă molecule inflamatorii, care la rândul lor susțin supraviețuirea și progresia celulelor canceroase pentru a forma tumori cerebrale. În experimentele de laborator și modelul cu animale, eliminarea CEMIP a împiedicat foarte mult acest proces de metastază cerebrală. În testele pe tumorile de sân și de plămâni ale pacienților umani, cercetătorii au legat niveluri ridicate de CEMIP la un risc ridicat de metastază la creier.

"Descoperirile noastre sugerează că blocarea CEMIP ar putea fi o strategie bună pentru prevenirea sau tratarea metastazelor cerebrale, iar monitorizarea nivelurilor CEMIP în tumorile primare ne-ar putea permite, pentru prima dată, să prezicem riscul de metastaze cerebrale", a declarat co-autorul principal Dr. David Lyden, profesor Stavros S. Niarchos în cardiologie pediatrică și profesor de pediatrie și de biologie celulară și de dezvoltare la Weill Cornell Medicine.

Majoritatea deceselor cauzate de cancer nu sunt cauzate de tumorile inițiale, primare, care se formează, ci de tumorile secundare, metastatice, în organele vitale. Metastazele cerebrale sunt cele mai letale dintre acestea și sunt, de asemenea, relativ frecvente, apar la aproximativ 150.000 până la 200.000 de pacienți cu cancer în fiecare an în Statele Unite. Nu a existat nicio modalitate bună de a prezice aceste metastaze, cu atât mai puțin să le prevenim sau să le tratăm.

În cadrul studiului, oamenii de știință au descoperit că CEMIP, o proteină legată anterior de unele tipuri de cancer, este produsă la niveluri ridicate prin metastazarea creierului celulelor canceroase ale sânului și ale plămânului. CEMIP este concentrat la niveluri deosebit de mari în „exosomii" acestor capsule, capsule minuscule care sunt secretate de celule și pot circula în corp și pot fi preluate de alte celule. În schimb, CEMIP tinde să fie produs la niveluri relativ scăzute de celulele canceroase care metastazează la oase și alte organe.

Echipa a găsit dovezi că exosomele care conțin CEMIP din tumorile primare ale sânului și ale plămânului sunt preluate în mare parte de celulele endoteliale care alcătuiesc vasele de sânge din creier și de celulele imune rezidente ale creierului numite celule microgliale. Proteina declanșează modificări ale acestor celule, inclusiv creșterea producției de molecule inflamatorii care au fost anterior legate de metastaze.

"Chiar și atunci când am șters gena CEMIP din celulele canceroase, oferind CEMIP prin exosomi a restaurat mediul molecular din țesutul creierului, care a permis celulelor canceroase să colonizeze acel țesut", a spus primul autor Gonçalo Rodrigues, un doctorat. student co-mentorat de Dr. Lyden și Dr. Maria de Sousa, profesor emerit la Universitatea Porto din Portugalia și profesor adjunct de pediatrie la Weill Cornell Medicine. Dr. de Sousa este, de asemenea, co-autor principal al studiului.

În absența CEMIP, oamenii de știință au descoperit, celulele din celulele predispuse la metastaze cerebrale nu au reușit să colonizeze țesutul creierului normal în experimentele de cultură a țesuturilor și în modelele animale.

Co-autor principal Dr. David Pisapia, profesor asistent de patologie și medicină de laborator la Weill Cornell Medicine și patolog la NewYork-Presbyterian / Weill Cornell Medical Center, a examinat peste 300 de probe de la tumorile primare și metastatice ale pacienților cu cancer de sân și pulmonar, și a descoperit că tumorile primare asociate cu metastaze cerebrale tind să aibă niveluri mult mai mari de CEMIP în comparație cu tumorile primare asociate cu os sau alte metastaze, sau fără metastaze. Cercetătorii au legat producția CEMIP mai mare în tumora primară la o progresie mai rapidă către metastaza creierului, în timp ce producția CEMIP mai mare în metastaze cerebrale s-a corelat cu timpi de supraviețuire mai mici pentru pacienți.

Rezultatele sugerează că nivelul CEMIP în țesutul tumoral biopsiat și exosomii ar putea fi un biomarker util al riscului de metastaze cerebrale. "Paradoxal, datorită terapiei îmbunătățite și a duratei de supraviețuire prelungite, o proporție din ce în ce mai mare de pacienți dezvoltă metastaze în creier, unde celulele tumorale, protejate de bariera sânge-creier, se ascund de terapii. Prin urmare, ar fi minunat să avem un instrument pentru a identifica pacienții care prezintă cel mai mare risc pentru a dezvolta metastaze cerebrale post-tratamente standard ", a spus dr. Lyden, care este, de asemenea, un membru al Sandra și Edward Meyer Cancer Center și Gale și Ira Drukier Institutul pentru Sănătatea Copiilor din Weill Medicina Cornell.

Oamenii de știință lucrează acum cu Tri-Institutional Therapeutics Discovery Institute, un parteneriat care include Weill Cornell Medicine, Universitatea Rockefeller și Memorial Sloan Kettering Cancer Center, pentru a dezvolta un test de diagnostic pentru nivelurile CEMIP, precum și un anticorp terapeutic care, în principiu, ar întârzia. sau prevenirea metastazelor cerebrale prin blocarea CEMIP.