Nadzieja w walce z glejakiem

Glejak to najbardziej śmiertelny nowotwór centralnego układu nerwowego, który charakteryzuje się wyjątkowo złym rokowaniem i ograniczonymi możliwościami terapeutycznymi. Czy przełomem okażą się badania nad rolą perycytów oraz białka DMRTA2 w terapii tej choroby? Prace poprowadzi zespół, w skład którego weszli dr Piotr Kupczyk oraz dr Mateusz Speruda z Zakładu Patologii Ogólnej i Doświadczalnej Katedry Patologii Klinicznej i Doświadczalnej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu (UMW).

Projekt „Odkrywanie roli DMRTA2 w glejaku wielopostaciowym: regulacja epigenetyczna, angiogeneza i rozwój biomarkera” otrzymał ponad 5,5 mln zł dofinansowania w konkursie SONATA BIS organizowanym przez Narodowe Centrum Nauki. Badania poprowadzi grupa naukowców
z Uniwersytetu Warszawskiego kierowana przez dr Martę Maleszewską-Bobińską we współpracy z biologami: dr. Piotrem Kupczykiem oraz dr. Mateuszem Sperudą z Laboratorium Patologii Doświadczalnej Zakładu Patologii Ogólnej i Doświadczalnej Katedry Patologii Klinicznej i Doświadczalnej UMW.

Glejak (Glioblastoma – GBM) to wyjątkowo złośliwy nowotwór, który cechuje się szybkim tempem wzrostu i opornością na terapię. Resekcja guza, radioterapia i chemioterapia wykonywane są głównie po to, aby przedłużyć choremu życie o kilka miesięcy. O stopniu agresywności GBM, podobnie jak w przypadku innych nowotworów, świadczy poziom angiogenezy.

– Jest to zdolność guza do tworzenia własnych naczyń krwionośnych, które dają mu możliwość rozwoju. W przypadku glejaka angiogeneza oraz jej molekularne i immunologiczne mechanizmy wciąż są nieodkrytym obszarem badawczym – mówi dr Piotr Kupczyk. – Jedna z hipotez wskazuje, że za formowanie patologicznego mikrounaczynienia w GBM mogą być odpowiedzialne macierzyste komórki glejowe (Glioblastoma Stem Cells – GSC), które identyfikuje się w masie guza. Posiadają one unikatowe właściwości różnicowania i mogą być źródłem innych komórek, których glejak potrzebuje do wzrostu. Są nimi perycyty (Pericyte Cells – PC), które wspólnie ze śródbłonkami naczyniowymi (Endothelial Cells – EC), budują mikronaczynia.

– Perycyty odpowiadają za architekturę śródbłonków naczyniowych i okalają je, tworząc strukturę biologiczną mikronaczyń. Biorą również udział w formowaniu i stabilizacji nowo powstałych naczyń krwionośnych, które są odpowiedzialne za transport krwi i substancji odżywczych po całym organizmie. Przez długi czas były w cieniu, uważano, że są komórkami bardziej strukturalnymi niż funkcjonalnymi. Dziś wiemy, że tak nie jest, i że posiadają unikatowe właściwości biologiczne – wyjaśnia dr Piotr Kupczyk. – Potrafią między innymi regulować napływ komórek układu immunologicznego z krwi do tkanek, co czyni je ciekawym celem immunoterapii. Z drugiej strony mikronaczynia z perycytami, przepełniając różne tkanki ludzkiego organizmu, w tym mózgu, tworzą swego rodzaju nisze komórkowe. Często wykazują cechy komórek macierzystych lub progenitorowych i w ten sposób mogą uczestniczyć w ich regeneracji, pełniąc rolę „strażników” homeostazy tkanek i narządów organizmu człowieka.

W mikrośrodowisku tkankowym glejaka głównym źródłem nowotworowych perycytów są wspomniane macierzyste komórki glejowe (GSC), jednak mechanizmy biologiczne ich transformacji wciąż są słabo wyjaśnione. Dzięki wcześniejszym badaniom dr Marty Maleszewskiej-Bobińskiej, których wyniki opublikowano na łamach „Nature Cell Death and Disease” wiadomo, że mikrośrodowisko tkankowe GBM jest jedynym miejscem, w którym występuje białko DMRTA2. Badaczka zaobserwowała, że DMRTA2 wykazuje silną lokację w obrębie komórek nowotworowych guza, a najintensywniejszą właśnie w obrębie jego mikrounaczynienia i regionów „okupowanych” przez perycyty. Białko to może więc być potencjalnym czynnikiem regulacji i transformacji nowotworowej, a przede wszystkim angiogenezy.

O DMRTA2 niewiele wiadomo, poza tym, że już wcześniej udowodniono jego udział w procesie embriogenezy, podczas którego reguluje formowanie układu nerwowego i naczyniowego mózgu. Później ulega wyciszeniu. Wpisuje się to w przyjętą przez naukowców hipotezę o potencjalnej roli białka w rozwoju GBM. Aby to zbadać, wcześniej ocenią, jaką rolę w procesie wzrostu glejaka odgrywają perycyty, które od kilkunastu lat są przedmiotem zainteresowań wrocławskiego badacza.

– W Polsce w zasadzie nie ma zespołu, który zajmowałby się biologią i udziałem PC w patologii takich chorób człowieka jak nowotworowe. Można powiedzieć, że nasz ośrodek wejdzie w nieodkryty obszar badawczy. W kontekście glejaka PC są słabo zbadane, ale ich rola została bardzo dobrze opisana w tworzeniu bariery krew mózg (Blood Brain Barier – BBB) – tłumaczy dr Piotr Kupczyk.

Naukowcy chcą sprawdzić, czy wyciszenie czynnika transkrypcyjnego, czyli DMRTA2, wpłynie na potencjał komórek nowotworowych i zahamowanie wzrostu guza oraz zdolności jego komórek do formowania naczyń krwionośnych. W ramach projektu wykażą też, czy i jak mikrounaczynienie glejaka koresponduje ze zdrową tkanką mózgu. Jedne z dostępnych badań dowiodły bowiem, że przy GBM liczba PC wzrasta, osiągając wysoki poziom, którego nie ma w perycytach zdrowego mózgu.

Dr Piotr Kupczyk porówna PC wyizolowane z materiału z tkanki mózgu pacjentów hospitalizowanych w Uniwersyteckim Centrum Neurologii i Neurochirurgii UMW z PC pacjentów z glejakiem. Wesprze go dr Jowita Woźniak, neurochirurg i dr Paweł Gajdzis, neuropatolog z Katedry Patologii Klinicznej i Doświadczalnej UMW. Wszyscy troje współpracują już w ramach innego projektu OPUS 18 „Analiza skuteczności immunoterapii glejaka z wykorzystaniem limfocytów T gamma-delta”.

Naukowcy chcieliby, aby w ramach projektu powstał protokół pozyskiwania materiału od pacjentów z GBM i pacjentów z grupy kontrolnej. Pozwoliłby on na wdrożenie i wypracowanie procedury biobankowania materiału ludzkiej tkanki mózgu. Planują też prace z wykorzystaniem organoidów pacjentów. Będą one tworzone z materiału pozyskiwanego w obu ośrodkach i wykonywane przez zespół dr Marty Maleszewskiej-Bobińskiej przy wsparciu wrocławskich naukowców.

– Nasz projekt uwzględni też badania laboratoryjne pacjentów, które mają pokazać czy białko DMRTA2 identyfikowane jest we krwi – dodaje dr Piotr Kupczyk. – Opracowany zostanie również test biopsji płynnej, pozwalający lekarzom wykrywać ślady DNA guza GMB. Tę nieinwazyjną metodę mogliby wykorzystywać do diagnozy, monitorowania postępu choroby lub skuteczniejszego kierowania decyzjami terapeutycznymi.

Jak podsumowują badacze: – Dzięki zrozumieniu mechanizmów molekularnych i immunologicznych w GBM, opartych o białko DMRTA2, ale też inne markery, mamy nadzieję, że projekt przyczyni się do otwarcia nowych ścieżek potencjalnego wykorzystania immunoterapii. Immunoterapia GBM daje największą szansę i nadzieję pacjentom na leczenie tego wysoce śmiertelnego nowotworu mózgu.

Badanie będzie miało charakter wieloośrodkowy i wesprą go naukowcy z innych grup. Ze strony wrocławskiej uczelni w projekt zaangażuje się zespół Zakładu Histologii i Embriologii Katedry Morfologii i Embriologii Człowieka UMW, a warszawski zespół będzie współpracował z Instytutem Neurobiologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN oraz ośrodkami zagranicznymi.