Опухолевые клетки ASPS содержат хромосомную транслокацию — нити ДНК из двух хромосом меняются местами. Две цепи сливаются вместе, образуя новый ген, ASPSCR1-TFE3, который функционирует иначе, чем любой из «родительских» генов.
Для исследования Кевин Б. Джонс, доктор медицины, исследователь HCI и доцент кафедры ортопедии Университета США, и его исследовательская группа активировали ген ASPSCR1-TFE3 у мышей. Рак был полностью проникающим; у каждой мыши с активированным геном слияния развивалась опухоль.
«Опухоли мышей были удивительно похожи на опухоли ASPS человека», — сказал Джонс. «Ген слияния не только вызывает рак у мышей, он инициирует все функции, которые мы связываем с этим раком у людей, включая почти идентичные профили РНК."
Это особенно важно при изучении саркомы, поскольку существует несколько линий клеток человека.
Джонс сказал, что одним из удивительных результатов исследования было расположение опухолей у мышей. У людей большинство опухолей ASPS возникает в скелетных мышцах, но все опухоли у мышей возникли в черепе — «не обязательно в ткани мозга, но в окружающей среде черепа».
«В двух местах, где мы обнаружили большинство опухолей мышей — внутри мозга и внутри орбиты глаза — были самые высокие концентрации лактата», — сказал Джонс. "Ткани, в которых встречается ASPS у людей, а именно скелетные мышцы, также имеют высокие концентрации лактата."
Большинство раковых клеток вырабатывают энергию в процессе, называемом гликолизом, при котором они быстро, но неэффективно потребляют глюкозу. В результате этого процесса образуется лактат как побочный продукт, который раковые клетки выталкивают в окружающую среду.
«В нашем исследовании опухолевые клетки ASPS поглощали лактат из окружающей среды и использовали его как в качестве топлива, так и в качестве сигнальной молекулы, которая заставляла клетки вести себя так, как если бы они находились в среде с низким содержанием кислорода», — сказал Джонс. "Это необычный способ найти рак с помощью лактата.
Клетки ASPS преимущественно растут там, где они купаются в высоких концентрациях лактата."
По словам Джонса, будущая работа в этой области может включать поиск способов блокировать поглощение лактата раковыми клетками, чтобы голодать или сделать их менее агрессивными. «В более широком контексте попытки понять метаболизм рака — то, как раковые клетки взаимодействуют с окружающей средой и производят энергию — мы можем работать над обнаружением их уникальных уязвимостей», — сказал он. "Это был бы идеальный путь к новым и эффективным методам лечения.
«Когда мы находим ген транслокации и слияния, связанный с определенным раком, всегда возникает вопрос, является ли он движущей силой рака или является пассажиром, создаваемым действием рака на опухолевые клетки», — сказал Джонс. "Наше исследование подтвердило, что гибридный ген ASPSCR1-TFE3 вызывает ASPS; это движущая сила."
Ежегодно в Соединенных Штатах диагностируется от 50 до 100 случаев ASPS, но это исследование касается фундаментального вопроса исследования рака: «Как возникает рак??«Инициирование наиболее распространенных видов рака требует множества генетических ошибок в пораженных клетках, и по мере роста рака делается еще больше ошибок. Джонс сказал, что это исследование, а также другие, изучающие рак, инициированный одним событием хромосомной транслокации и полученным в результате слитным геном, могут предоставить «более четкую линзу, через которую можно взглянуть на фундаментальную биологию паттернов развития рака»."