Исследование опубликовано в Brain Communication — новой открытой версии журнала Brain. Оно впервые показывает, что клетки иммунной системы — микроглия и макрофаги способствуют распространению глиобластомы путем очистки некротических областей опухоли, игнорируя при этом опухолевые клетки в области их вторжения.
Эта область является частью опухоли, которая входит в контакт со здоровой тканью, и имеет форму псевдопалисады. Из-за того, что кровеносные сосуды подают ей мало крови создается нехватка кислорода или гипоксия. Это приводит к тому, что опухолевые клетки «убегают» в здоровые ткани, а также к образованию некротической области внутри опухоли. В этом исследовании ученые показывают, что микроглия и макрофаги перемещаются в эти гипоксические области и очищают только отмирающие опухолевые клетки, способствуя росту и расширению опухоли.
Исследователи проанализировали иммунологическую составляющую гипоксических псевдопалисад с использованием трехмерной конфокальной визуализации высокого разрешения в тканевых блоках из иссеченных опухолей больных глиобластомой. Затем они имитировали гипоксический градиент в микрофлюидных платформах in vitro для понимания клеточной подвижности. Следом пошла визуализация, ассоциированных с глиобластомой микроглий и макрофагов, которые обильно заселяют псевдопалисады, демонстрируя удлиненную кинетическую морфологию поперек псевдопалисад и ориентированы в сторону некротического очага. Другими словами, исследователи смотрели, как именно псевдополисады влияют на прогрессирование глиобластомы и «гибель» нормальных здоровых клеток вокруг очага.
Эксперименты in vitro показали, что в условиях гипоксического градиента (отсутствия кислорода) микроглии демонстрируют особое подвижное поведение, характеризующееся повышением клеточной персистенции в отличие от клеток глиомы. Важно отметить, что ассоциированные с глиобластомой микроглии и макрофаги используют волокна глиомных клеток в качестве гаптотаксического сигнала для перемещения вдоль анизотропной структуры и проявляют высокую фагоцитарную активность на некротической границе псевдопалисад.
В этом исследовании ученые продемонстрировали, что ассоциированные с глиобластомой микроглии и макрофаги являются основными иммунными клетками псевдопалисад в глиобластоме, перемещаясь в некротические области, чтобы очистить результирующие компоненты протромботической среды, предполагая, что особенности продувки ассоциированной с глиобластомой микроглии и макрофагов в псевдопалисадах служат существенным аналогом для инвазии клеток глиомы. Проще говоря, благодаря иммунным клеткам, опухоль только развивается, давая ей «рычаг воздействия», пытаясь очистить некротические области, псевдополисады только помогают глиобластоме, а не задерживают ее.
«Важность этой работы заключается в том, что мы впервые наблюдали присутствие клеток иммунной системы в этих инвазивных областях опухоли, а также то, что фагоцитарная способность иммунных клеток не теряется и ее можно применять для удаления опухоли вместо содействия ее росту» — комментирует Карлос Барсия, автор исследования.
Таким образом, следующим шагом исследователей будет изучение того, как с помощью иммунотерапии или других стратегий перевести действие клеток микроглия и макрофаги в пользу устранения опухоли, а не ее стимуляции роста.