Ученые идентифицируют маркеры ключевых популяций стволовых клеток, способствующих образованию колоректального рака

Исследователи из Института молекулярной и клеточной биологии A*STAR (A*STAR IMCB) определили маркеры двух критических популяций стволовых клеток, которые способствуют образованию колоректального рака.

Изучение, опубликовано в Природная клеточная биологияпоказывает, как белки NOX1 и NPY1R маркируют разные популяции стволовых клеток в разных регионах толстой кишки, которые служат источником колоректальный ракпредоставляя новые цели и модели для разработки методов лечения рака, специфичных для региона.

Колоректальный рак в настоящее время является третьим наиболее диагностируемым раком и вторым наиболее смертоносным раком в мире, причем Сингапур занимает одно из первых мест в мире. Заболевание представляет собой серьезную проблему, поскольку рак, возникающий в разных частях колоректальной кишки — от слепой кишки до прямой кишки — имеет разные характеристики, реакцию на лечение и результаты лечения пациентов.

Прорыв раскрывает региональное происхождение рака

Используя передовые методы исследования и анализ отдельных клеток, команда A*STAR IMCB обнаружила, что NOX1 маркирует стволовые клетки преимущественно в слепой кишке (первая часть толстой кишки), тогда как NPY1R идентифицирует популяции стволовых клеток конкретно в нижних отделах толстой кишки. Когда эти стволовые клетки претерпевают генетические изменения, они становятся отправной точкой для развития колоректального рака.

Исследователи разработали новые лабораторные модели, которые могут избирательно вызывать образование колоректального рака в определенных регионах толстой кишки, воздействуя на эти популяции стволовых клеток, обеспечивая более актуальную модель развития рака у человека.

Этот прорыв устраняет основное ограничение в текущих исследованиях колоректального рака, когда существующие модели на животных с ограниченной региональной специфичностью имеют тенденцию вызывать широко распространенное заболевание, что препятствует изучению этого колоректального рака на поздних стадиях заболевания в его специфическом местном контексте.

Это открытие имеет важное значение для понимания того, почему колоректальный рак ведет себя по-разному в зависимости от его местоположения. Опухоли слепой кишки обычно выявляются на поздних стадиях и имеют высокую скорость распространения в лимфатические узлы, в то время как рак прямой кишки, составляющий 40% всех случаев колоректального рака, может быть обнаружен раньше, но его по-прежнему сложно лечить.

«Эти результаты дают решающее представление о региональные различия мы наблюдаем при колоректальном раке», — сказал профессор Ник Баркер, старший научный сотрудник A*STAR IMCB.

«Определив новые источники стволовых клеток рака в различных регионах толстой кишки, мы теперь можем разработать более точные модели рака для использования в определении новых терапевтических целей, диагностических маркеров и оценки новых методов лечения».

Ведущий эксперт продвигает вперед исследования рака

Профессор Баркер – ведущий специалист в области желудочно-кишечного тракта. клеточная биология чья работа изменила то, как ученые моделируют и нацелены на рак пищеварительного тракта. В 2007 году он провел плодотворные исследования, опубликованные в Природа которая определила LGR5 как окончательный маркер стволовых клеток кишечника взрослых, работа, которая открыла передовые лабораторные технологии, которые теперь являются стандартом в исследованиях рака во всем мире.

Его вклад был признан на международном уровне, включая Международную премию Японской онкологической ассоциации 2022 года за вклад в исследования стволовых клеток и биологию рака.

Основываясь на этом фундаменте, команда профессора Баркера в 2020 году определила аквапорин-5 (AQP5) как маркер стволовых клеток желудка, позволяющий изолировать желудочные клетки человека. стволовые клетки и углубление понимания происхождения рака желудка.

На работу профессора Баркера ссылались десятки тысяч раз ученые со всего мира, и в течение шести лет подряд (2020–2025 гг.) он входил в число 2% самых цитируемых ученых мира в глобальном рейтинге Стэнфордского университета и Elsevier.

Новый Природная клеточная биология Исследование расширяет эту траекторию, создавая первые в этой области региональные модели рака толстой кишки, инициированные стволовыми клетками, мощную платформу для открытия новых методов лечения и оценки таргетной терапии против различных типов колоректального рака.

Путь к точной медицине

В настоящее время исследовательская группа работает над проверкой полученных результатов у пациентов с колоректальным раком и разработкой новых подходов к скринингу с использованием выявленных маркеров стволовых клеток.

Этот прорыв может привести к разработке персонализированных планов профилактики и лечения, основанных на зоне риска в толстой кишке. Например, врачи могли бы в конечном итоге более точно контролировать пациентов с предраковыми поражениями в различных регионах толстой кишки или разработать специфичные для региона методы лечения, нацеленные на определенные популяции стволовых клеток, инициирующих рак, вызывающие рост опухоли в каждом месте толстой кишки.

Этот подход представляет собой сдвиг в сторону прецизионной онкологии колоректального рака, где лечение может быть адаптировано к клеточному происхождению опухоли или уникальным региональным раковым маркерам, а не к использованию универсальных подходов.

Такие достижения обещают снизить бремя колоректального рака в Сингапуре и во всем мире, потенциально спасая жизни за счет более раннего выявления и более эффективных и целенаправленных вариантов лечения.