Pionierskie badania naukowców z Instytutu Nenckiego pozwoliły zidentyfikować różne rodzaje makrofagów gromadzących się w złośliwych guzach mózgu. Makrofagi są komórkami układu odpornościowego, które zamiast zwalczać nowotwór, aktywnie wspierają jego rozwój. Zrozumienie funkcji różnych makrofagów daje nadzieję na stworzenie terapii skoncentrowanych na „wyłączeniu” najbardziej agresywnych komórek.

Glejak wielopostaciowy jest jednym z najbardziej złośliwych nowotworów. – To choroba praktycznie nieuleczalna. Na takiego guza mózgu zmarł między innymi Beau, najstarszy syn prezydenta Stanów Zjednoczonych, Joe Bidena. Mediana przeżycia pacjentów wynosi 14 miesięcy – mówi prof. Bożena Kamińska z Pracowni Neurobiologii Molekularnej w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego w Warszawie. Leczenie glejaka polega na usunięciu guza, radioterapii i podaniu chemioterapeutyku, ale nawet taka terapia przedłuża przeżywalność średnio od 3 do 6 miesięcy.

Zespół prof. Kamińskiej od lat bada, jak powstają glejaki oraz poszukuje skutecznych terapii przeciwnowotworowych. W najnowszym „Nature Communications” publikuje pracę wyjaśniającą, w jaki sposób poszczególne komórki układu odpornościowego gromadzą się w guzie i w jaki sposób pod wpływem nowotworu zmienia się ich funkcja. Zrozumienie tych procesów daje nadzieję na stworzenie skutecznej terapii celowanej, dzięki której można będzie „przeprogramować” te komórki z powrotem, by zamiast szkodzić, pomagały walczyć z nowotworem.

W trakcie badań po raz pierwszy w Polsce zastosowano technologię umożliwiającą badanie transkryptomu pojedynczych komórek. Bez wnikania w głębsze szczegóły, transkryptom to informacja, jakie białka mają powstać w konkretnej komórce. Transkryptom może się zmieniać w zależności od np. warunków środowiskowych. Pozwala organizmowi m.in. na dostosowywanie reakcji fizjologicznych do otoczenia.

Badając transkryptom pojedynczych komórek można je precyzyjnie podzielić na podgrupy i przypisać im specjalistyczne funkcje. Do tej pory nie było to możliwe w przypadku komórek układu odpornościowego gromadzących się w glejaku.

Glejak powstaje w wyniku nagromadzenia się mutacji w komórkach mózgu, które tracą swą prawidłową funkcję. Badaczom z Instytutu Nenckiego udało się ustalić, że do wzrostu glejaka u myszy przyczyniają się dwa rodzaje „przeprogramowanych” przez nowotwór komórek układu odpornościowego. Jedne z nich to mikroglej znajdujący się w mózgu od wczesnego rozwoju i pełniący funkcje „sprzątacza” i „nadzorcy”. Mikroglej usuwa uszkodzone neurony oraz monitoruje środowisko w poszukiwaniu potencjalnego zagrożenia chorobotwórczymi bakteriami czy wirusami. - Jednym z zadań zmienionego mikrogleju w glejaku jest wydzielanie enzymów, które rozcinają macierz pozakomórkową ułatwiając migracje komórek nowotworowych. Stąd guz stale się rozprzestrzenia i staje się trudno operowalny – mówi prof. Kamińska.

Drugim rodzajem komórek układu odpornościowego, które gromadzą się w guzie, są monocyty z krwi obwodowej. - Uważamy, że zarówno komórki glejaka, jak i aktywny mikroglej w guzie, wydzielają substancje, które przyciągają monocyty obwodowe. One migrują do tkanki i przekształcają się w makrofagi blokujące odpowiedź odpornościową – mówi mgr Natalia Ochocka, jedna z głównych autorek publikacji. Wskutek tego białe ciałka krwi limfocyty T nie mogą dostać się do mózgu i aktywnie walczyć z nowotworem.

- W guzach mózgu znajdujemy głównie dwa rodzaje komórek układu odpornościowego, które, mimo iż mają inne pochodzenie i funkcje, przekształcają się w komórki wspierające rozwój nowotworu – mówi prof. Kamińska.

Ale to nie wszystko. - Wykazaliśmy w tej pracy, że makrofagi powstałe z monocytów lokalizują się w środku guza. Na obrzeżach dominuje mikroglej. To swoistego rodzaju specjalizacja, która pokazuje, że skoro lokalizują się w innych miejscach, mogą mieć inny wpływ na rozwój guza – mówi Natalia Ochocka.

Badaczka uważa, że odkrycie to może być punktem wyjścia do opracowania nowych sposobów leczenia glejaka. Uderzając wybiórczo w różne populacje makrofagów, można będzie zahamować rozwój guza lub tak zmobilizować układ odpornościowy chorego do walki, by sam zwalczył nowotwór.

Praca w „Nature Communications” wskazuje również, że komórki mikrogleju u samców myszy znacznie mocniej reagują na obecność guza, wspierając jego rozwój. Podobne, zależne od płci, różnice w ekspresji genów znajdujemy u ludzi. I nie jest to kwestia hormonów płciowych, jak to bywa w przypadku wielu nowotworów hormono-zależnych (np. raka piersi), ponieważ glejak złośliwy rozwija się najczęściej u osób starszych, a więc u kobiet w wieku pomenopauzalnym. U mężczyzn ten typ nowotworu występuje dwa raz częściej. Co ciekawe, w przypadku mężczyzn immunoterapia, polegająca na pobudzeniu organizmu chorego do samodzielnej walki, daje znacznie lepsze rezultaty. Także te różnice mogą wynikać z odmiennej odpowiedzi mikrogleju w guzie.