Колоректальный рак является одним из наиболее распространенных видов опухолей и является причиной примерно 10% смертей от рака во всем мире. Опухоль особенно опасна, когда она образует метастазы — то есть вторичные опухоли — в других органах. Это происходит в основном в печени и легких и реже в головном мозге.

Исследовательская группа под руководством доктора Бьерна Сандера, патологоанатома из Института патологии Ганноверской медицинской школы (MHH), исследовала, как генетические изменения в хромосомах, носителях генетической информации, влияют на образование метастазов и какие различия существуют между различными типами метастазов.

Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications. Они могут помочь лучше оценить индивидуальный риск образования метастазов и разработать новые терапевтические подходы.

Рак кишечника часто развивается из доброкачественных полипов в слизистой оболочке кишечника. Если эти новообразования вовремя не удалить, они могут перерасти в злокачественные опухоли. Эти опухоли часто имеют сложные генетические изменения в хромосомах.

Некоторые гены утрачиваются или дублируются, что влияет на поведение опухолевых клеток. Хромосомные изменения не только различаются у разных пациентов, но и могут варьироваться в пределах одной опухоли.

Поскольку точные процессы образования метастазов еще недостаточно изучены, особенно трудно делать прогнозы или разрабатывать таргетную терапию.

«На данный момент мы подробно изучили более 3800 случаев колоректального рака и обнаружили, что при метастазах в головной мозг наблюдается особенно большое количество генетических изменений по сравнению с метастазами в печень и легкие», - рассказал доктор Сандер.

Центральную роль в этом играет ген KRAS. Он содержит информацию о белке, который играет важную роль в передаче сигналов и регуляции роста клеток. Мутации в гене KRAS особенно часто встречаются при различных видах рака, особенно при раке легких, кишечника и поджелудочной железы, и могут способствовать росту опухолей.

При метастазах в мозг исследователи обнаружили особенно частую комбинацию мутаций и дупликаций этого гена. Колонизация мозга создает особые проблемы для опухолевых клеток.

С одной стороны, раковым клеткам приходится преодолевать такие барьеры, как гематоэнцефалический барьер, естественный барьер в кровеносных сосудах, который защищает мозг от вредных веществ, попадающих в кровоток. Во-вторых, они должны адаптироваться к уникальной тканевой среде, которая характеризуется пониженной доступностью кислорода для опухолевых клеток.

«Мозг сам по себе потребляет много кислорода. Опухолевые клетки с обнаруженными изменениями в гене KRAS демонстрируют преимущество в адаптации к ограниченному поступлению кислорода в мозг», - объяснил исследователь.

Еще один вывод, сделанный в ходе научного исследования, заключается в том, что различные генетические закономерности при метастазах в головной мозг имеют тенденцию к позднему развитию — в отличие от менее сложных изменений, наблюдаемых при метастазах в печень и легкие.

Это позволяет предположить, что генетическое развитие опухолевых клеток влияет на то, в каком органе образуются метастазы.