Исследовательская группа во главе с доктором Клаудией Клейнман из Института леди Дэвис Еврейской больницы общего профиля, совместно с доктором Нада Джабадо, из Научно-исследовательского института Центра здравоохранения Университета Макгилла и доктором Майклом Тейлором из госпиталя для детей SickKids обнаружила, что во время развития мозга возникают несколько типов высокоагрессивных и, в конечном итоге, смертельных опухолей головного мозга у детей.
Генетическое событие, которое вызывает заболевание, происходит на самых ранних фазах клеточного, скорее всего, внутриутробного развития. Полученные данные представляют собой значительный прогресс в понимании этих заболеваний и опубликованы в журнале Nature Genetics.
Применяя сложные методы секвенирования отдельных клеток и крупномасштабный анализ данных, исследователи составили первый полный профиль нормальных пренатальных клеток варолиева моста — основной структуры верхней части ствола мозга, которая контролирует дыхание, а также ощущения, включая слух, вкус и равновесие.
«Мы определили, что остановка развития клеток-предшественников в варолиевом мосту и переднем мозге, где появляется значительная доля высокодифференцированных опухолей, ответственна за несколько видов рака головного мозга у детей. Но эти клетки сохраняют многие черты исходных, и мы можем точно определить происхождение опухоли среди сотен различных типов клеток, присутствующих в мозге. Как только мы поймем основные механизмы, можно начинать поиск средств для разблокирования остановки развития клеток. Сложность мозга поразительна, и теперь мы сузили место поиска», — сказала доктор Клейнман, доцент кафедры генетики человека в Университете Макгилла.
Исследователи называют такую остановку развития клеток синдромом Питера Пэна, так как эти клетки застряли во времени, неспособны к старению, и именно это вызывает опухоли. Задача состоит в том, чтобы определить, как лучше всего разблокировать эти клетки, способствуя их дифференцировке и позволяя нормальным процессам взять верх.
Опухоли головного мозга являются основной причиной смертности детей от рака. Для некоторых из них нет эффективных методов лечения, и выживаемость часто составляет менее двух лет. Действительно, как отмечает доктор Клейнман, в лечении больных детей достигнут очень ограниченный прогресс.
Доктор Джабадо и ее команда в программе «Здоровье ребенка и развитие человека», а также доктор Тейлор, детский нейрохирург и старший научный сотрудник в области биологии развития и стволовых клеток в SickKids, провели большую часть клинических исследований. Команда доктора Клейнман выполнила биоинформатику и установила молекулярную идентичность типов клеток в этой и других областях мозга, а также динамику, лежащую в основе их дифференцировки. Они создали атлас из более чем 65 000 отдельных клеток и определили динамику развития для 191 отдельной клеточной популяции. Затем они сопоставили образцы пациентов с этим атласом и определили происхождение медуллобластом (WNT), эмбриональных опухолей с многослойными розетками (ETMR) и глиом высокого уровня (HGG).
Эта работа является результатом широкого международного сотрудничества, в котором участвуют исследователи со всего Квебека, Канады, США и Франции. Подводя итог своим достижениям, авторы статьи «Замедленные программы развития в основе опухолей головного мозга у детей» написали, что таким образом, современные данные подтверждают общую этиологическую модель этих опухолей, где генетические изменения в уязвимых типах клеток нарушают программы экспрессии генов развития, в конечном итоге, приводя к онкогенезу.
Генез опухолей находится на очень раннем этапе развития мозга, что означает, что на самом деле нет никаких экологических стимуляторов или профилактических мер, которые родители могли бы предпринять. Продвижение нашего понимания этих опухолей важно, потому что последствия настолько разрушительны, что мы хотим дать надежду пациентам.