Опухоли молочной железы, простаты и легких чаще остальных поражают позвоночник

Позвоночные кости, формирующие позвоночник, происходят от особого типа стволовых клеток, которые выделяют белок, способствующий метастазированию опухолей, говорится в исследовании, проведенном под руководством ученых из Weill Cornell Medicine.

Это открытие открывает новое направление в изучении заболеваний позвоночника, помогает объяснить, почему солидные опухоли так часто распространяются на позвоночник, и может привести к созданию новых методов ортопедического и онкологического лечения.

В исследовании, опубликованном 13 сентября в журнале Nature, ученые обнаружили, что позвоночная кость образуется из стволовых клеток, которые отличаются от других стволовых клеток, образующих костную ткань. Используя костеподобные «органоиды», созданные из стволовых клеток позвонков, ученые показали, что известная тенденция опухолей распространяться на позвоночник — в большей степени, чем на длинные кости, такие как кости ног, — во многом обусловлена белком MFGE8, секретируемым этими стволовыми клетками.

Мы подозреваем, что многие заболевания костей, преимущественно поражающие позвоночник, связаны с особыми свойствами стволовых клеток позвоночной кости, — сказал старший автор исследования д-р Мэтью Гринблатт, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины, сотрудник онкологического центра Сандры и Эдварда Мейер при медицинском центре Weill Cornell и патологоанатом медицинского центра NewYork-Presbyterian/Weill Cornell.

В последние годы д-р Гринблатт и другие ученые обнаружили, что различные типы костей образуются из различных типов костных стволовых клеток. Поскольку позвонки, по сравнению с другими костями, такими как кости рук и ног, развиваются в раннем возрасте по иному пути, а также, по-видимому, имели особую эволюционную траекторию, д-р Гринблатт и его сотрудники предположили, что, вероятно, существует отдельная стволовая клетка позвонка.

Исследователи начали с выделения из различных костей лабораторных мышей так называемых скелетных стволовых клеток, которые дают начало всем костям и хрящам, на основе известных поверхностных белковых маркеров таких клеток. Затем они проанализировали активность генов в этих клетках, чтобы выяснить, можно ли найти отличительную закономерность для клеток, связанных с позвоночной костью.

Эта работа позволила получить два ключевых результата. Первый — это новое, более точное определение стволовых клеток скелета в целом на основе поверхностных маркеров. Это новое определение позволило исключить набор клеток, не являющихся стволовыми, которые были включены в старое определение стволовых клеток, что скрадывало некоторые предыдущие исследования в этой области.

Второй вывод состоял в том, что скелетные стволовые клетки из разных костей действительно систематически различаются по своей генной активности. В результате проведенного анализа был выделен отдельный набор маркеров для стволовых клеток позвоночника, и в дальнейших экспериментах на мышах и в лабораторных культурах клеток была подтверждена функциональная роль этих клеток в формировании костей позвоночника.

Далее исследователи изучили феномен относительной привлекательности позвоночника для метастазов опухолей — в том числе метастазов опухолей молочной железы, простаты и легких — по сравнению с другими типами костей. Согласно традиционной теории 1940-х годов, этот «спинальный тропизм» связан с особенностями кровотока, при котором метастазы преимущественно попадают в позвоночник, а не в длинные кости. Но когда исследователи воспроизвели феномен спинального тропизма на животных моделях, они обнаружили доказательства того, что кровоток не является объяснением — более того, они нашли подсказку, указывающую на стволовые клетки позвонков как на возможных виновников.

Мы заметили, что место первоначального высева метастатических опухолевых клеток находится преимущественно в области костного мозга, где располагаются стволовые клетки позвонков и их потомки, — говорит первый автор исследования доктор Цзюнь Сунь, постдокторский исследователь из лаборатории Гринблатта.

Впоследствии специалисты обнаружили, что удаление стволовых клеток позвонков устраняет разницу в скорости метастазирования между костями позвоночника и длинными костями. В итоге было установлено, что MFGE8, белок, секретируемый в большем количестве стволовыми клетками позвонков по сравнению со стволовыми клетками длинных костей, вносит основной вклад в тропизм позвоночника. Чтобы подтвердить значимость полученных результатов для человека, группа исследователей совместно с сотрудниками Hospital for Special Surgery выделила человеческие аналоги мышиных позвоночных стволовых клеток и охарактеризовала их свойства.

В настоящее время исследователи изучают методы блокирования MFGE8 с целью снижения риска метастазирования в позвоночник у онкологических больных. В более общем плане, говорит д-р Гринблатт, они изучают, как отличительные свойства стволовых клеток позвонков способствуют развитию заболеваний позвоночника.

В ортопедии существует субдисциплина, называемая спинальной ортопедией, и мы считаем, что большинство заболеваний, относящихся к этой клинической категории, связано с этой стволовой клеткой, которую мы только что идентифицировали, — заключает д-р Гринблатт.

13.09.2023


Подписаться в Telegram



Здоровье

ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака

Исследование Университета Кертина показало, чт...

Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми
Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми

Учёные из Калифорнийского университета в&...

Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа

Сотрудники Орегонского университета здоровья и...

Royal Society Open Science: Интенсивное животноводство приведет к пандемиям
Royal Society Open Science: Интенсивное животноводство приведет к пандемиям

Индустриальное сельское хозяйство снижает риск...

Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера

Учёные из Института биомедицинских иннова...

В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность
В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность

Предрассудки в отношении толстых людей пр...

NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения
NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения

Ученые из Университета Британской Колумби...

Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови
Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях
Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях

Новое исследование, которое будет представлено...

Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов
Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов

Новое исследование, результаты которого будут ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

Конференция по актуальным проблемам водоподготовки
Ученые ТПУ в составе международной коллаборации выяснили, что смертность от болезней сердца в мире снизилась на 35% за после...
ПМЭФ-2024: СПбГУ представил систему контроля на основе искусственного интеллекта
ИТ: тренды индустрии и рынка труда
Медики СПбГУ создали линию мышей для разработки новых методов лечения слепоты у человека