deși există numeroase opțiuni de tratament pentru cancerul pulmonar, acesta rămâne un cancer notoriu dificil de tratat dacă nu este prins devreme, deoarece majoritatea tumorilor pulmonare devin în cele din urmă rezistente la chimioterapie, un tratament principal. Pentru luna de conștientizare a cancerului pulmonar, prezentăm cercetări recente care subliniază potențialul tehnicilor cu o singură celulă de a descoperi factorii de progresie a tumorii și rezistența la tratament. În această lucrare, oamenii de știință au descoperit o nouă stare de celule extrem de Plastice, despre care cred că joacă un rol important în tumorile care devin rezistente la chimioterapie. Citiți mai multe pentru a afla cum profilarea transcriptomelor cu o singură celulă și cartografierea accesibilității cromatinei permit oamenilor de știință să discearnă perspective surprinzătoare asupra evoluției tumorii.
cancerul pulmonar este principala cauză de deces prin cancer atât pentru bărbați, cât și pentru femei, cuprinzând aproximativ 25% din totalul deceselor cauzate de boală. Mai mulți oameni mor de cancer pulmonar decât de cancer de colon, sân și prostată combinate în fiecare an. Există două clasificări histologice largi ale cancerului pulmonar, cancerul pulmonar cu celule mici (SCLC) și cancerul pulmonar cu celule mici (NSCLC). NSCLC și subtipurile sale, adenocarcinomul, carcinomul cu celule scuamoase și carcinomul cu celule mari, reprezintă aproximativ 85% din cancerele pulmonare. Pacienții au o rată de supraviețuire mai mare de cinci ani dacă sunt diagnosticați mai devreme, înainte ca cancerul să se răspândească în afara plămânului, fie în structurile din apropiere, fie în părți mai îndepărtate ale corpului.
deși există multe tipuri de terapii pentru tratarea cancerului pulmonar în funcție de stadiu și, în unele cazuri, de genotip, chimioterapia este încă un tratament standard atât pentru NSCLC, cât și pentru SCLC. Cu toate acestea, unele tumori pulmonare sunt în esență rezistente la chimioterapie și, în aproape toate cazurile, chiar și cele care răspund la început vor dezvolta rezistență la tratament—limitând în cele din urmă capacitatea de a trata în mod eficient cancerele pulmonare avansate (1).
tumorile canceroase de toate tipurile sunt cunoscute ca fiind eterogene, ceea ce înseamnă că sunt compuse din mai multe tipuri de celule diferite și stări celulare funcționale. Deși se crede că mutațiile genetice din celulele tumorale sunt forța motrice majoră în progresia tumorii, modul în care evoluează tumorile nu este foarte bine înțeles. Tehnicile cu o singură celulă permit cercetătorilor să analizeze mai în profunzime eterogenitatea tumorii, evoluția în timpul progresiei cancerului și răspunsurile la tratament. Înțelegerea modului în care tumorile dezvoltă efectiv chemo-rezistența va merge mult spre crearea unor terapii mai eficiente pentru cancerele avansate.
într-un studiu recent, oamenii de știință conduși de Dr. Nemanja Despot Marjanovic de la Institutul larg al MIT și Harvard a profitat de tehnicile cu o singură celulă pentru a studia adenocarcinomul pulmonar (LUAD) la modelele de șoarece (2). Folosind secvențierea ARN cu o singură celulă (scRNA-seq), echipa a profilat transcriptomii cu o singură celulă a tumorilor pulmonare la șoareci în diferite stadii de progresie a cancerului, de la hiperplazia pre-neoplazică la adenocarcinom (au colectat 3.891 transcriptomi cu o singură celulă de la 39 de șoareci în opt etape distincte ale evoluției LUAD). Ei au stabilit că eterogenitatea celulară a crescut în timp, că aceste Transcriptome din ce în ce mai diverse au fost reproductibile și că nu au fost cauzate de diversitatea genetică (în mod specific, variația numărului de copii). Privind mai adânc, au descoperit că majoritatea populațiilor transcriptome aveau caracteristici ale epiteliului hepatic intestinal și/sau gastric sau embrionar—toate țesuturile endodermice derivate din intestinul primordial embrionar. În esență, aceste celule nu mai seamănă în întregime cu celulele pulmonare, indicând posibilitatea ca celulele să devină tipuri alternative.
dintre diferitele populații transcripționale pe care le-au dezvăluit, una s-a remarcat: o populație foarte mixtă de diferite tipuri de celule, variind de la celule stem trofoblaste la condroblaste și epiteliu tubular renal. Ei au numit aceasta o „stare celulară de înaltă plasticitate” (HPCS), iar celulele în această stare, cred ei, pot deveni multe tipuri diferite de celule. HPCS servește ca o stare de tranziție care permite celulelor să-și asume noi fenotipuri și să devină rezistente la chimioterapie.
au folosit apoi testul cu o singură celulă pentru secvențierea cromatinei accesibilă transpozazei (scATAC-seq) pentru a constata că, la genele de semnătură din HPCS, a existat o accesibilitate crescută a cromatinei-și că acest lucru a prezis că tumorile devin metastatice. În alte analize, au concluzionat că celulele HPCS de șoarece au crescut din ce în ce mai repede și au crescut rezistența la chimioterapie decât alte celule tumorale non-HPCS-și că sunt distincte atât de celulele stem canceroase, cât și de alte celule stem. Important, combinând datele profilului scRNA-seq și datele ARN-seq în vrac ale genomului cancerului Atlas (TCGA), au stabilit că această stare celulară există și în tumorile pulmonare umane și este asociată cu supraviețuirea slabă. Privind mai adânc, au descoperit că această stare ar putea fi utilizată pentru a prezice rezultate slabe în toate tipurile de tumori din TCGA, sugerând că stări similare de celule cu plasticitate ridicată pot exista și în alte tipuri de tumori umane.
arătând spre o schimbare de paradigmă în tratarea tumorilor avansate
această lucrare poziționează HPCS ca un factor cheie al rezistenței la tratament în cancerul pulmonar, indicând un posibil nou tip de țintă medicamentoasă. Având în vedere că cele mai avansate tipuri de cancer pulmonar devin în cele din urmă rezistente la chimioterapie, noile ținte medicamentoase sunt esențiale pentru terapii mai eficiente. Eventual, combinarea medicamentelor chimioterapice cu medicamente noi care vizează această stare de celule foarte plastice poate ajuta la prevenirea mai bună a rezistenței și a tumorilor recurente după tratament. În plus, tehnicile cu o singură celulă vor ajuta oamenii de știință să exploreze și să determine rolul unei stări celulare cu plasticitate ridicată în alte tipuri de tumori, oferindu-ne o înțelegere mai bogată a eterogenității tumorale și o aplicare mai largă a acestei noi clase de țintă de droguri pentru cancer.
explorați resursele noastre pentru a afla cum puteți obține o viziune multidimensională a cancerului și puteți diseca interacțiunile dintre tumoră și mediile imune.