Исследователи обнаружили новый механизм возникновения пищевода Барретта из кишечной метаплазии. Это состояние возникает при хроническом рефлюксе, и часто прогрессирует до рака пищевода. Проводя опыты на мышах, исследователи обнаружили, что пищевод Барретта возникает не из метаплазированных клеток пищевода, а из небольшой группы присутствующих у всех взрослых особей и ранее не выявляемых клеток, которые могут при повреждении пищевода кислотой быстро превращаться в предшественники рака.
Это исследование было опубликовано в журнале Cell.
Десятилетние исследования выявили, что большинство из распространенных видов рака начинаются с генетических изменений, и этот процесс занимает 15 — 20 лет. Тем не менее, эта модель не подходит для множества видов новообразований, развитие которых, очевидно, связано с хроническим воспалением.
Пищевод Барретта, который был впервые описан в 1950 году австралийским хирургом Норманом Барреттом (Norman Barrett), встречается у 4 миллионов американцев. При этом состоянии в пищеводе образуется нехарактерный цилиндрический эпителий, который типичен для слизистой кишечника. В результате, риск развития аденокарциномы у человека возрастает от 50 до 150 раз, поэтому важно понять, как рефлюкс влияет на развитие опухолей.
Исследование, проведенное в лаборатории клеточной биологии Гарвардской медицинской школы профессором Франком МакКеоном (Frank McKeon) вместе с научным сотрудником Института медицинской биологии Сингапура Brigham Ва Сиань (Wa Xian), показало: пищевод Барретта развивается из небольшого клона неспецифических клеток, оставшихся с периода эмбрионального развития.
Последние десять лет, под руководством МакКеона на мышах изучалась роль гена p63, участвующего в самообновлении и поддержании популяции эпителиальных стволовых клеток, в том числе и находящихся в пищеводе. Два года назад МакКеон для решения спорного вопроса о происхождении пищевода Барретта, объединил свои усилия с Ва Сиань — экспертом сигнальной трансдукции в раковых клетках.
В то время ученые считали, что развитие пищевода Барретта связано с инициацией патологической дифференцировки стволовых клеток пищевода в клетки кишечника под действием кислотного рефлюкса. Тем не менее, МакКеон и Сиань не были уверенны в этой гипотезе. Они решили провести опыты со специально выведенными мышами (с отсутствующим геном p63), вызывая у них изжогу. В результате, весь пищевод мышей покрылся эпителием, характерным для пищевода Барретта. Этот эпителий на уровне экспрессии генов был аналогичен человеческому. Очень удивила и скорость развития пищевода Барретта у мышей.
«Обратив внимание только на скорость, мы поняли, что имеем дело с чем-то другим» — сказал Ван Ся (Xia Wang), автор работы и сотрудник Гарвардской медицинской школы.
Научный сотрудник института Сингапура и соавтор Юсуке Ямамото (Yusuke Yamamoto) добавил: «Используя наши маркеры, мы отследили происхождение клеток Барретта, начиная с эмбриогенеза».
Во время исследования, у людей ученые выявили группу эмбриональных клеток, локализующихся в месте перехода пищевода в желудок. В сущности, исследователи наблюдали рост группы оставшихся эмбриональных клеток, «зажатых» в переходе из пищевода в желудок, там, по мнению эндоскопистов, и начинается пищевод Барретта.
«Пищевод Барретта возникает из этой дискретной группы уже существующих, остаточных эмбриональных клеток, присутствующих у всех взрослых» — сказал МакКеон. Сиань добавил: «Мы знаем, что эти эмбриональные клетки имеют разные модели экспрессии генов во всех тканях, и мы хотим использовать их для лечения и уничтожения клеток, характерных для пищевода Барретта, прежде чем возникнет рак».
«Мы сможем направить моноклональные антитела к поверхностным маркерам клеток-предшественников. Возможно, так мы сможем вмешаться и предотвратить развитие пищевода Барретта у пациентов групп риска» — сказал Ва Сиань.
Работа выполнена при поддержке Национального института здравоохранения.
Материал подготовила Ильич Е.