Гравитация мешает раку расти правильно. Ученые создали на МКС лучшую модель глиобластомы

Глиобластома — одна из самых агрессивных форм рака мозга. Хирурги не могут удалить ее полностью: опухоль пускает микроскопические «щупальца» в здоровую ткань. А еще она умеет создавать вокруг себя среду, которая подавляет иммунный ответ и помогает ей сопротивляться терапии. Чтобы найти новые способы лечения, нужны лабораторные модели, которые точно воспроизводят эту сложную биологию. И вот здесь возникает проблема: на Земле такие модели получаются неполноценными.

Когда клетки культивируют в обычных условиях, гравитация заставляет их оседать. Это мешает формированию сложных трехмерных структур. Именно поэтому команда Минал Датты из Университета Нотр-Дам перенесла свои эксперименты на Международную космическую станцию.

Что именно сделали
Исследователи вырастили трехмерные органоиды из клеток глиобластомы и клеток врожденного иммунитета. В невесомости клетки собираются в объемные структуры без помех со стороны осаждения, что позволяет точнее воспроизвести архитектуру опухоли и взаимодействия между клетками. Органоиды провели в космосе около 40 дней, после чего их вернули на Землю для анализа.

Что показало сравнение
Разница оказалась заметной. В выращенных в космосе органоидах гены, связанные с воспалением, иммунными реакциями, ремоделированием тканей и образованием кровеносных сосудов, были активнее. Уровни белков, ассоциированных с более агрессивной биологией глиобластомы, оказались выше. Кроме того, космические органоиды демонстрировали более выраженную иммуносупрессивную среду — тот самый признак запущенной опухоли, который помогает ей уходить от иммунной защиты.

Особенно интересным выглядит пространственный анализ. В космических моделях гены, связанные с мезенхимальным фенотипом, концентрировались в центре органоида, а воспалительные — по периферии. Это напоминает архитектуру настоящей глиобластомы у пациентов. Иными словами, невесомость помогла не просто вырастить клетки, а выстроить их так, как они располагаются в реальной опухоли.

Почему это важно
Глиобластома остается практически неизлечимой. Средняя выживаемость при ней измеряется месяцами, а существующие модели плохо предсказывают, как опухоль отреагирует на лечение. Если органоиды, выращенные в космосе, точнее воспроизводят агрессивную биологию заболевания, они могут стать более надежной платформой для проверки новых препаратов и понимания механизмов прогрессии.

Сам подход Датта называет началом «орбитальной онкологии»: исследование рака, которое перемещается с больничной койки на орбиту и обратно. Команда уже запустила два дополнительных эксперимента на МКС с органоидами, полученными от пациентов.

Конечно, это не готовое лекарство. Это инструмент, который позволяет ученым задавать вопросы, на которые раньше не было возможности ответить. И возможно, именно в невесомости эти ответы окажутся ближе к тому, что происходит в мозге пациента.

Итоги работы ученых опубликованы в PNAS.

Изображение: обзор условий создания органоидов глиобластомы и методов подготовки и анализа полезной нагрузки. Источник: PNAS