«Мы показали, что мы можем взять эти клетки у мышей, изучить их и отрегулировать в лаборатории, предоставив им определенный фактор», — говорит Питер С. Грей, научный сотрудник Лаборатории пептидной биологии Фонда Клейтона Солка, который сотрудничал над новой работой с Бенджамином Т. Спайк, старший научный сотрудник лаборатории профессора Солка Джеффри М. Валь.
Результаты исследования опубликованы в выпуске журнала Stem Cell Reports от 8 апреля 2014 г.
Стволовые клетки молочной железы могут давать начало новым клеткам груди во время развития плода, подросткового возраста или кормления грудью, а также могут играть роль в развитии рака груди, поэтому они представляют собой многообещающее направление для исследований рака груди. Но выделить стволовые клетки и сохранить их в лаборатории для изучения было сложно.
«Было проведено множество предшествующих работ, демонстрирующих, что существуют стволовые клетки, специфичные для молочной железы, но было практически невозможно выделить их в большом количестве от взрослого человека», — говорит Спайк. «Но ранее мы обнаружили, что можем перейти к раннему развитию, когда стволовые клетки присутствуют в более высоких пропорциях."
Когда исследователи использовали ткань груди плода, а не взрослую ткань мышей, они смогли точно определить, какие клетки были стволовыми, но клетки быстро изменялись при выращивании в чашке. Определяющим свойством всех стволовых клеток является то, что когда они делятся на две новые клетки, они могут образовывать как стволовые клетки, так и дифференцированные клетки (клетки, которые постепенно превращаются в особый тип ткани).
Спайк и Грей выращивали стволовые клетки молочной железы в чашках для культивирования и окрашивали их так, чтобы новые стволовые клетки казались цветом, отличным от дифференцированных клеток молочной железы.
Затем они начали тестировать эффекты двух белков, известных как CRIPTO и GRP78, которые играют важную роль как в биологии стволовых клеток, так и в эмбриональном развитии.
«В нормальных условиях мы сначала видим клетки как желтые — комбинацию красного и зеленого в одной ячейке, — а затем видим красные или зеленые клетки, показывая, что наши клетки способны производить два разных типа зрелые клетки ", — говорит Спайк. "Но затем, когда мы снова проводим эксперимент и начинаем изменять уровень белка, соотношение этих клеток становится совсем другим."
Исследователи обнаружили, что когда они блокировали CRIPTO, клетки в основном образовывали дифференцированные клетки вместо новых стволовых клеток. Со временем эта популяция стволовых клеток сократилась, так как они не пополнялись заново.
Когда вместо этого они повысили уровень CRIPTO, колония стволовых клеток росла, поскольку новые стволовые клетки производились чаще, чем дифференцированные клетки.
В исследованиях на мышах ученые также обнаружили, что CRIPTO помог животным сформировать новые ткани молочной железы, что привело команду к гипотезе о том, что CRIPTO может вырабатываться соседними клетками жира, чтобы стимулировать рост ткани груди.
В предыдущем исследовании группа Грея обнаружила, что белок GRP78 связывает CRIPTO на поверхности клеток и регулирует функцию CRIPTO. Это побудило ученых проверить, влияет ли GRP78 на стволовые клетки молочной железы.
Как они и подозревали, когда клетки не имели GRP78 на своей поверхности, они не реагировали на CRIPTO.
И CRIPTO, и GRP78 были причастны к раку, включая рак груди и рак легких. Ученые считают, что высокий уровень любого из этих белков может стимулировать рост опухоли, используя аналогичные пути, которые они используют для стимулирования роста ткани груди. Спайк и Грей надеются, что благодаря новой способности изолировать и поддерживать стволовые клетки молочной железы они смогут раскрыть подробности того, какие именно клеточные программы активируют CRIPTO и GRP78.
Понимание этого в стволовых клетках может способствовать дальнейшему пониманию того, как эти белки участвуют в росте опухоли.
Кроме того, исследователи считают, что нацеливание на CRIPTO и GRP78, которые являются идеальными мишенями для лекарств, поскольку они присутствуют вне клеток, может остановить или замедлить рост рака. «Все больше и больше похоже на то, что для борьбы с раком требуется множество терапевтических средств, воздействующих на разные пути», — говорит Грей. «Мы думаем, что нацеливание на CRIPTO и GRP78 могло бы стать уникальным способом дополнения существующих методов лечения путем нацеливания на клетки, подобные стволовым клеткам, при раке."