Исследование позволило раскрыть тайну множественной миеломы
В 1873 году русский врач Я. фон Русицкий ввел термин "множественная миелома", обнаружив у одного пациента восемь различных типов опухолей костного мозга. Почти 150 лет спустя, используя передовые технологии секвенирования клеток и современные методы визуализации, исследователи из Roswell Park Comprehensive Cancer Center дали молекулярно-биологическое объяснение этому открытию, обнаружив, что у одного пациента могут присутствовать различные клоны миеломы, и связав эти различные генетические изменения в клетках миеломы с развитием миеломной болезни костей.
Множественная миелома - это рак плазматических клеток, разновидность белых кровяных клеток, присутствующих в костном мозге, которые вырабатывают антитела для борьбы с инфекциями. У пациентов с миеломой плазматические клетки размножаются слишком быстро, вытесняя здоровые клетки и вызывая болезненные участки повреждения костей, называемые остеолитическими поражениями. Однако почему раковые клетки у пациентов с множественной миеломой вызывают изнурительное заболевание костей в одних областях тела, а другие области остаются незатронутыми, оставалось неизвестным в течение многих лет.
В первом проспективном клиническом исследовании такого рода междисциплинарная группа специалистов, в которую вошли Йенс Хилленгасс, доктор медицины, доктор философии, заведующий отделением миеломы, и Филипп Маккарти, доктор медицины, почетный директор отделения трансплантации и клеточной терапии в Roswell Park, выявила обширную пространственную неоднородность у пациентов с рецидивом/рефрактерной или недавно диагностированной множественной миеломой с помощью комбинации секвенирования РНК одной клетки и биопсии костных поражений миеломы с наведением на изображение.
Исследование, опубликованное 10 февраля в журнале Nature Communications, связывает накопление злокачественных, вызывающих болезнь плазматических клеток с развитием миеломной болезни костей, давая ответы на давние вопросы о множественной миеломе, которые могут изменить методы диагностики и лечения этого заболевания.
"Наш междисциплинарный подход позволил получить важную информацию о пространственной и временной гетерогенности множественной миеломы", - отмечает доктор Хилленгасс, старший автор исследования. "Мы обнаружили, что клетки миеломы проявляют различия на одноклеточном уровне у одного пациента, как в разных областях костного мозга, так и с течением времени".
Для подтверждения диагноза множественной миеломы онколог обычно берет биопсию костного мозга из подвздошной кости (бедренной кости) без применения методов визуализации. Для этого проспективного клинического исследования специалисты Roswell Park использовали современную визуализацию всего тела (ПЭТ/КТ), чтобы не только провести биопсию подвздошной кости, но и выявить и биопсировать костные поражения миеломы у 10 пациентов с симптоматической множественной миеломой (7 с недавно диагностированным раком и 3 с рецидивом/рефрактерным заболеванием).
Далее исследователи из отделений медицины, иммунологии, диагностической радиологии, биостатистики и биоинформатики, проточной и имидж-цитометрии, клинической цитогенетики и патологии и лабораторной медицины Roswell Park в сотрудничестве с учеными из Института рака Дана Фарбер проанализировали сотни тысяч клеток миеломы, полученных во время биопсии с наведением изображения, с помощью секвенирования РНК одной клетки - лабораторного метода, позволяющего выявить устойчивые к лечению клоны и субпопуляции, ответственные за метастатическое распространение.
Анализ показал, что клетки миеломы из разных мест у одного и того же пациента генетически отличаются друг от друга, особенно у пациентов с рецидивом заболевания. Исследователи выявили подкластеры клеток злокачественной миеломы, в которых сверхэкспрессировались гены, связанные с пролиферацией и окислительным фосфорилированием - двумя отличительными признаками рака, ассоциирующимися с худшими исходами, что подтверждает прогностическую ценность этого метода.
Когда команда повторила анализ отдельных злокачественных плазматических клеток после завершения терапии миеломы, они обнаружили генетические изменения в злокачественных плазматических клетках, которые остались после терапии - изменения, вероятно, связанные с устойчивостью к лечению, что показывает, что секвенирование отдельных клеток может быть использовано не только для выявления и характеристики остаточной болезни, но и для определения новых стратегий по искоренению устойчивости к лечению в будущем.
В дополнение к генам, которые ранее были связаны с миеломой, исследователи выявили новый ген LAMP5, который сверхэкспрессируется в костных поражениях и, скорее всего, способствует прогрессированию заболевания. Поскольку взятие образцов клеток миеломы только из подвздошной кости не дает полной картины заболевания, отмечают авторы, получение дополнительной информации из визуализации для выявления устойчивых к лечению клонов может стать стандартной практикой, особенно при разработке целевых, персонализированных методов лечения.
"Наша работа подчеркивает важность визуализации всего тела в диагностике и лечении миеломы, учитывая убедительные доказательства того, что у одного пациента присутствуют различные клоны миеломы", - говорит первый автор исследования, Максимиллиан Мерц, доктор медицины, который руководил работой, будучи преподавателем Roswell Park, и продолжает часто сотрудничать с командой Roswell Park по миеломе. "Если мы хотим вылечить миелому, то нам необходимо включить визуализацию всего тела в рутинное наблюдение, потому что без современных методов визуализации, таких как ПЭТ и КТ, врачи могут недооценивать истинные масштабы заболевания".
Полученные группой исследователей результаты расширяют текущее понимание множественной миеломы, что имеет значение для лечения и мониторинга пациентов как с недавно диагностированной, так и с рецидивирующей болезнью. Они подчеркивают возможность персонализации лечения, основанного на различном генетическом составе миеломы у каждого пациента, как при первоначальном диагнозе, так и с течением времени.
