В позвонках есть особые стволовые костные клетки, выделяющие белок, которые приманивает из крови странствующие злокачественные клетки.

В злокачественной опухоли со временем появляются клетки, которые покидают её, отправляясь странствовать по телу вместе с кровью. Осев где-нибудь, они станут основателями метастаза, вторичной опухоли. Однако оседают метастазные клетки не абы где, у них есть определённые предпочтения. Например, часто вторичные опухоли появляются в костях. Особенно большое пристрастие к костям выказывают странствующие клетки, вышедшие из опухолей предстательной или молочной железы; причём среди костей они часто предпочитают позвонки. Любая клетка, здоровая или злокачественная, зависит от своего микроокружения, то есть от других клеток вокруг. Очевидно, злокачественным клеткам очень нравится микроокружение в костях вообще и в позвонках в частности. Сотрудники Корнельского университета описывают в Nature, что именно им там нравится.

(Фото: Ta Z / Unsplash.com) 

Клетки костей, как и клетки любых других органов, происходят от стволовых предшественников, за счёт которых ткани и органы мало-помалу обновляются. Особенность костей в том, что в них есть целых набор стволовых клеток. Например, в трубчатых костях (к которым относится бедренная кость, берцовые кости, локтевая, лучевая и т. д.) есть закруглённые концы-эпифизы и длинная часть между ними – метафиз. Там, где длинная часть прилегает к закруглённой, есть так называемая пластинка роста: её клетки обеспечивают рост костей в длину. Ещё кость покрыта надкостницей, и её тоже обновляют специальные стволовые клетки. Внутри трубчатых костей есть полость, и её выстилает слой соединительной ткани, похожий на надкостницу – но эту «внутреннюю надкостницу» (или эндост) обновляют опять же свои клетки.

Исследователи предположили, что в позвонках есть стволовые клетки, отличающиеся от своих коллег в трубчатых костях. И, возможно, у позвонковых стволовых клеток есть некоторые особенности, из-за которых в позвонки идут странствующие злокачественные клетки. И вот в позвонках удалось найти стволовые клетки, чья активность генов не похожа на активность генов других костных стволовых клеток. Эти клетки отличаются от других генами ZIC1 и PAX1, кодирующими белки-транскрипционные факторы – то есть они управляют работой других генов. Манипулируя активностью ZIC1 и PAX1, исследователи убедились, что от них действительно зависят стволовые свойства новой группы клеток. В свою очередь, регулируя активность этих клеток у мышей, можно повлиять на рост позвонков, но не трубчатых костей. То есть новые стволовые клетки костей, обнаруженные в позвонках, помогали расти и обновляться только позвонкам.

И они же служат приманкой для метастазных клеток. Новооткрытые стволовые клетки выделяют много белка MFGE8, который привлекает блуждающие злокачественные клетки и стимулирует их деление. (Одна из функций MFGE8 – помогать клеткам соединяться друг с другом и удерживаться вместе; возможно, у него есть и другие свойства, которые раковые клетки используют в свои целях.) Тяга злокачественных блуждающих клеток к позвонкам обусловлена именно позвонковыми стволовыми клетками и их MFGE8, а не какими-то особенностями кровотока или строением кровеносных сосудов, снабжающих кровью позвонки. Это было показано как в опытах на мышах, так и в опытах с костными органоидами – крохотными подобиями костей, выращенных из стволовых клеток в лабораторных условиях. Такие же стволовые клетки есть и в человеческих позвонках, и позвонковые органоиды, выращенные из человеческих стволовых клеток, также приманивали опухолевые клетки. То есть можно с большой долей уверенности утверждать, что новый вид костных стволовых клеток, открытый в позвонках, служит приманкой для метастазных клеток, и приманивают они их не только у мышей, но и у людей.

Здесь нужно уточнить, что злокачественными клетками в экспериментах выступали клетки рака груди. Рак груди, как говорилось в начале, действительно любит метастазировать в позвонки. Было бы интересно посмотреть и другие виды рака – как они реагируют на эти новые стволовые клетки их MFGE8 (кстати, белок MFGE8 синтезируют не только они, но и некоторые другие костные клетки). Что до практических медицинских выводов из новых результатов, то они, очевидно, появятся тогда, когда мы больше узнаем о взаимодействии раковых клеток с костными стволовыми и их белками.