Η μετάσταση στον εγκέφαλο είναι μια από τις πιο κοινές αιτίες θανάτου που σχετίζονται με καρκίνο και εμφανίζεται πολύ συχνά σε ασθενείς με προχωρημένο μελάνωμα. Αν και οι νέες ανοσοθεραπείες είναι αποτελεσματικές σε ορισμένους ασθενείς με εγκεφαλικές μεταστάσεις μελανώματος, λίγα είναι γνωστά για τους λόγους εξάπλωσης του μελανώματος στον εγκέφαλο και τα χαμηλότερα ποσοστά ανταπόκρισης σε πολλές θεραπείες. Οι ερευνητές της Κολούμπια ολοκλήρωσαν τώρα μια από τις πιο ολοκληρωμένες μελέτες των κυττάρων μέσα στις μεταστάσεις του εγκεφάλου μελανώματος, αποκαλύπτοντας λεπτομέρειες που θα μπορούσαν να ωθήσουν την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς θεραπειών.
“Οι εγκεφαλικές μεταστάσεις είναι εξαιρετικά συχνές σε ασθενείς με μελάνωμα, αλλά είχαμε μόνο μια στοιχειώδη κατανόηση της υποκείμενης βιολογίας”, λέει ο επικεφαλής της μελέτης Benjamin Izar, MD, Ph.D., επίκουρος καθηγητής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο Columbia Vagelos College of Physicians and Χειρουργοί. “Η μελέτη μας μάς δίνει νέες γνώσεις για τη γονιδιωματική, την ανοσολογία και τη χωρική οργάνωση αυτών των όγκων και χρησιμεύει ως βάση για περαιτέρω ανακάλυψη και θεραπευτική εξερεύνηση”. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν διαδικτυακά στο Cell. Για να αρχίσει να κατανοεί γιατί οι μεταστάσεις του εγκεφάλου μελανώματος αποφεύγουν τις τρέχουσες θεραπείες, ο Izar και η ομάδα του χρειάστηκε να εφεύρουν νέες τεχνικές για τη διεξαγωγή μονοκυτταρικών γενετικών αναλύσεων παγωμένων δειγμάτων εγκεφάλου.
“Τέτοιες μελέτες πραγματοποιούνται συνήθως σε φρέσκα δείγματα εγκεφάλου, τα οποία είναι ελλιπή, περιορίζοντας δραστικά τον αριθμό των όγκων που μπορούν να αναλυθούν. Αντίθετα, έχουμε πολλά κατεψυγμένα δείγματα μελανώματος στην τράπεζα ιστών μας”, λέει ο Izar. “Αυτή η καινοτομία μας επέτρεψε επίσης να αναλύσουμε ιστούς από ασθενείς που δεν είχαν υποβληθεί σε θεραπεία, επιτρέποντάς μας να δούμε τη βιολογία του όγκου και το μικροπεριβάλλον του προτού αλλοιωθούν από τη θεραπεία”. Με μεταστατικούς όγκους από αρκετές δεκάδες ασθενείς με μελάνωμα, ο Izar και οι συνεργάτες του ανέλυσαν τα γονίδια που εκφράζονται σε περισσότερα από 100.000 μεμονωμένα κύτταρα. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι οι μεταστάσεις μελανώματος στον εγκέφαλο είναι πιο χρωμοσωμικά ασταθείς από τις μεταστάσεις μελανώματος σε άλλα μέρη του σώματος.
Απόκρυψη από το ανοσοποιητικό σύστημα
Οι ερευνητές αποκάλυψαν επίσης δύο άλλα χαρακτηριστικά των εγκεφαλικών μεταστάσεων μελανώματος που μπορεί να βοηθήσουν στην απόκρυψη των κυττάρων από το ανοσοποιητικό σύστημα του ασθενούς. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι μεταστάσεις μεταβάλλουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, συγκεκριμένα τα μακροφάγα και τα Τ κύτταρα, στο μικροπεριβάλλον του όγκου με τρόπο που προάγει την ανάπτυξη του καρκίνου. Και ανακάλυψαν ότι τα κύτταρα υιοθετούν μια νευρωνική κατάσταση μέσα στον εγκέφαλο. “Είναι πιθανό αυτές οι αλλαγές να βοηθήσουν τα καρκινικά κύτταρα να προσαρμοστούν και να επιβιώσουν στο νέο τους περιβάλλον, αποφεύγοντας τις επακόλουθες ανοσολογικές αποκρίσεις”, λέει η Jana Biermann, Ph.D., υπολογιστική μεταδιδακτορική υπότροφος στο εργαστήριο Izar και μία από τις πρώτες συγγραφείς της μελέτης.
Τέλος, οι ερευνητές μπόρεσαν να πραγματοποιήσουν την πρώτη χωρική ανάλυση των μεταστάσεων του εγκεφάλου μελανώματος, αναλύοντας και συνδυάζοντας αναλύσεις πολλαπλών τομών των όγκων με τον τρόπο που ένας αξονικός τομογράφος δημιουργεί τρισδιάστατες εικόνες. “Αποδεικνύεται ότι υπάρχει αρκετή γεωγραφική μεταβλητότητα από τον έναν όγκο στον άλλο και ακόμη και μέσα σε έναν δεδομένο όγκο, όσον αφορά τις μεταβολικές και ανοσολογικές οδούς”, λέει ο Izar. “Μόλις αρχίζουμε να κατανοούμε πώς να σκεφτόμαστε τη χωρική μεταβλητότητα, αλλά είναι σαφές ότι αυτό θα είναι το κλειδί για την αύξηση των πιθανοτήτων για πλήρεις αποκρίσεις όγκου σε νέες θεραπείες”.