Nova studija povećala je razumevanje sve češće komplikacije uznapredovalog raka dojke. Koristeći novi pristup, istraživači su otkrili detalje o sekundarnom karcinomu dojke u mozgu i kičmenoj moždini koji mogu pomoći u razvoju efikasnih tretmana za ljude čija bolest napreduje na ovaj način.
Studija je po prvi put otkrila da se ćelije leptomeningealnih metastaza raka dojke (BCLM) rano šire iz primarnog tumora dojke i da dobijaju karakteristike tipično povezane sa lobularnim karcinomom dojke, koji se razvija u žlezdama koje proizvode majčino mleko.
Inovativni pristup koji su preduzeli istraživači im je takođe omogućio da implantiraju BCLM ćelije od pet pacijenata u miševe kako bi uspostavili modele bolesti koje drugi istraživači mogu da koriste. Ovaj napredak bi trebalo da podstakne više istraživanja u ovoj oblasti.
Ovu studiju su vodili naučnici sa Instituta za istraživanje raka u Londonu, a objavljena je u časopisu Nature Communications.
BCLM se javlja kada se ćelije raka dojke šire na leptomeninge – dva sloja tkiva koji oblažu mozak i kičmenu moždinu. Procenjuje se da pogađa 1 od 20 osoba sa metastatskim rakom dojke, a trenutno ne postoji efikasan tretman.
Ova komplikacija postaje sve češća kod metastatskog karcinoma jer terapije koje su bile uspešne u produženju života često ne kontrolišu bolest u mozgu ili leptomeninge. Međutim, do sada se relativno malo znalo o genetici ili biologiji ovog metastatskog mesta.
Ovo je prvenstveno zbog toga što se mesto retko vrši biopsija. Kratko prosečno preživljavanje nakon dijagnoze ostavlja malo vremena za biopsiju, a procedura je složena. Leptomeningama se ne može pristupiti bez stvaranja otvora u lobanji, a struktura metastaza – koje rastu u tankom sloju duž tkiva umesto da formiraju jednu masu – otežava dobijanje dovoljno tumorskog materijala za analizu.
Za ovu studiju, istraživači iz Istraživačkog centra za rak dojke Tobi Robins u ICR-u pokušali su drugačiji i manje invazivan način dobijanja materijala za analizu: tečne biopsije. Tumorske ćelije oslobađaju DNK, poznatu kao cirkulišuća tumorska DNK (ctDNK), u telesne tečnosti, kao što je krv, gde doprinosi besćelijskoj DNK (cfDNA), skupu fragmenata DNK koje oslobađaju različite ćelije u telu. Sakupljanje uzoraka ovih telesnih tečnosti može otkriti informacije o raku i njegovim interakcijama sa okolinom.
Prethodne studije su koristile tehnologiju sekvenciranja DNK, nazvanu sekvenciranje sledeće generacije, za otkrivanje varijanti i mutacija u ograničenom broju gena u cerebrospinalnoj tečnosti (CSF). Međutim, ova studija je bila prva koja je izvršila obimno (ceo egzom) sekvenciranje sledeće generacije koje pokriva svih 20.000 gena u plazmi, tečnoj komponenti krvi i CSF od istog pacijenta.
Pored toga, sekvencirana su tkiva sa prvobitnog tumora raka dojke i sa drugih mesta do mesta gde se rak proširio. Ovaj pristup je omogućio da se uporedi genetski materijal ćelija leptomeningealnih metastaza sa onim na drugim mestima u telu.
Pored toga, tim je koristio diseminovane tumorske ćelije (DTC) – maligne ćelije koje su se odvojile od primarnog tumora i proširile na leptomeninge – da bi kreirao 3D modele kulture. Ovi mini-tumori, koji simuliraju fiziološko okruženje u kojem ćelije mogu da komuniciraju sa svojom okolinom, pomogli su istraživačima da detaljnije razumeju BCLM.
Poređenja između uzoraka otkrila su da su ćelije leptomeningealnih metastaza dobile dodatne mutacije, uključujući i neke koje bi mogle uticati na odgovor na lečenje. Kao rezultat toga, genetski materijal BCLM se jasno razlikovao od primarnog tumora dojke. Od ukupnog broja mutacija prisutnih u cfDNK CSF i primarnom tumoru, 48% je bilo samo u CSF cfDNK, dok je 20% bilo samo u primarnom tumoru. Slično, od svih mutacija u cfDNK CSF i cfDNK plazme, 25% je bilo samo u prvoj, dok je 17% bilo samo u drugoj.
Korišćenjem alata za vizuelnu analizu nazvanog ClonEvol da pogleda evoluciju BCLM-a, tim je takođe potvrdio da BCLM počinje da se genetski razlikuje od primarnog tumora u ranoj fazi. Zajedno, ovi nalazi sugerišu da BCLM evoluira na takav način da poboljša svoj opstanak unutar leptomeningealnog mesta.
Na osnovu svojih zapažanja DTC-a, autori navode da ova biološka adaptacija takođe daje ćelijama prednost u rastu u endokrinim organima, koji uključuju jajnike. Oni veruju da ovo ukazuje na to da ćelije postaju slične lobularnim ćelijama raka dojke, koje koriste hormone – prisutne u endokrinim organima – da rastu. Ova teorija je podržana većim gubitkom ekspresije E-kadherina u uzorcima cfDNK CSF nego u uzorcima cfDNK primarnog tumora i plazme. Niska ekspresija proteina E-kadherina povezana je sa lobularnim tumorima dojke.
Konačno, poređenje leptomeningealnih metastaza sa metastazama na drugim mestima u telu otkrilo je dalje evolucione razlike, pri čemu je cfDNK plazme bila više pogođena hemoterapijom nego cfDNK CSF. Ovo sugeriše da krvno-moždane i krvno-likvorne barijere u određenoj meri štite ćelije raka u leptomeningama.
Ovaj rad je pokazao da je moguće koristiti CSF cfDNK i DTC za istraživanje BCLM, što znači da izazov sprovođenja biopsije leptomeningealnog mesta ne mora predstavljati prepreku drugim istraživačima. Šira istraživačka zajednica takođe može imati koristi od modela izvedenih od pacijenata koje su istraživači kreirali, a koji im daju pristup ćelijama koje su im potrebne za proučavanje u okruženju koje blisko oponaša pravi.
Prva autorka dr Amanda Ficpatrik već planira sledeću fazu svog istraživanja, u kojoj će detaljnije pogledati BCLM genetiku.
Dr Ficpatrik, onkolog i počasni viši predavač koji je nedavno prešao iz grupe za molekularnu ćelijsku biologiju pri ICR-u u Sveobuhvatni centar za rak na Kings koledžu u Londonu, rekao je: „Sada znamo da su određene genetske promene češće kod leptomeningealnih metastaza nego kod drugih tipova širenja raka dojke. Ove promene uključuju gene koji kontrolišu oblik ćelije i kako se ćelije lepe jedna za drugu. Sledeći koraci su da se razume kako ove promene daju ćelijama prednost u rastu u leptomeningealnom prostoru i da se izvedu pregledi genetskih poremećaja kako bi se identifikuju nove terapije.“
Trenutna terapija koja se koristi u leptomeningealnim metastazama je invazivna, uključuje intratekalnu isporuku metotreksata putem lumbalne punkcije i nije baš efikasna. Sledeća faza ovog istraživanja ima za cilj da identifikuje nove tretmane lekova, idealno one koji prodiru kroz krvno-moždane i krvno-likvorne barijere. Oni bi se mogli isporučiti u obliku tableta ili IV infuzije, tako da bi takođe bili manje invazivni.
Vodeći autor profesor Clare Isacke, profesor ćelijske molekularne biologije i dekan za akademske i istraživačke poslove na ICR-u, rekla je: „Ovaj rad je postigao značajan uvid u metastaze raka dojke na leptomeninge, što je do sada bilo relativno neistraženo. To je od suštinskog značaja da pronalazimo nove terapije koje mogu da kontrolišu rak na ovoj lokaciji tako da osobe sa uznapredovalim rakom dojke mogu duže da žive sa bolešću.U našoj kohorti, na primer, dve trećine pacijenata je imalo stabilan ili odsutan rak dojke u ostatku svoje telo ali aktivan rast raka u leptomeningama.
„Nadamo se da naši modeli i otkrića služe kao dragoceni resursi za druge istraživače u ovoj oblasti. Vremenom, sa više laboratorijskih istraživanja, optimisti smo da ćemo moći da otkrijemo bolje tretmane za osobe sa ovom vrstom širenja raka dojke.“
Dr Kotrina Temcinaite, šefica istraživačkih komunikacija u kompaniji Breast Cancer Nov, rekla je: „Sa 11.500 žena koje umiru od raka dojke svake godine u Velikoj Britaniji, od vitalnog je značaja da nastavimo da finansiramo istraživanja kako bismo bolje razumeli i lečili ovu bolest… ovo inovativno istraživanje doneo nam je novo razumevanje o tome kako se rak dojke koji se proširio na sluznicu mozga i kičmene moždine razlikuje od tumora u dojci i u drugim delovima tela, razvijajući bolje načine za proučavanje bolesti u laboratoriji i testiranje novih tretmana. Nadamo se da će to dovesti do boljih ishoda za ljude kojima je dijagnostikovan ovaj razorni oblik raka dojke u budućnosti.“
