Обмен кровью между мышами позволяет изучить кинетику циркулирующих опухолевых клеток

Изучение циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) полезно не только для понимания процесса метастазирования, но и для мониторинга состояния основной опухоли. Тем не менее в крови пациентов ЦОК встречаются довольно редко, 1–10 клеток на миллилитр крови. У мышей найти ЦОК еще сложнее, ведь крови в теле этих животных ненамного больше одного миллилитра.

Ученые из Массачусетского технологического института создали систему, которая позволила им измерить скорость испускания ЦОК опухолью и время жизни этих клеток в крови. Для этого они в течение нескольких часов переливали кровь от мыши с опухолью к здоровой и обратно. Система также включала два цитометра (по одному на мышь), которые детектировали ЦОК в крови. 

Все опухолевые клетки экспрессировали флуоресцентный белок tdTomato. Доноры принадлежали к трем мышиным моделям: рака поджелудочной, немелкоклеточного и мелкоклеточного раков легких. Обе мыши были одного пола, имели схожие возраст и вес, а также генотип.

Авторы анализировали число ЦОК, которыми обменивались мыши, и вычисляли концентрацию этих клеток в определенный момент. Это, в свою очередь, позволяло им оценивать скорость испускания клеток опухолью и время, за которое клетки исчезали из циркуляции. Эти параметры варьировали в широких пределах в зависимости от вида опухоли и от ее стадии. Так, у мышей с мелкоклеточным раком легких опухоль выпускала клетки в кровоток со скоростью 4 000–27 000 ЦОК/час, у мышей с аденокарциномой поджелудочной железы — 65–6 000 ЦОК/час (у двух — более 50 000), у мышей с немелкоклеточным раком легких — 100–800 ЦОК/час. Таким образом, при мелкоклеточном раке опухоль теряла 0,07% клеток в день, при раке поджелудочной — 0,004%, при немелкоклеточном раке — 0,002%. Период полувыведения клеток из циркуляции был более постоянным между мышиными моделями и составлял 40–260 секунд.

Традиционно кинетику ЦОК изучают на клеточных линиях. Авторы показали, что результаты, полученные с помощью нового и традиционного методов, сильно различались. Так, при внутривенном введении клеток мелкоклеточного рака легких 98% этих клеток исчезли из циркуляции за несколько секунд, а остальные 1–2% детектировали в течение нескольких часов. Время выведения, по-видимому, зависело от генетики клеток. Таким образом, подобные опыты не отражают настоящую динамику ЦОК у пациентов.

Новый метод также позволяет получать метастазы у здоровых мышей с рабочей иммунной системой. Две здоровые мыши обменивались кровью с мышью, больной мелкоклеточным раком легких. За два часа обмена каждая мышь получила примерно 8000 ЦОК. Через два месяца у мышей образовались макрометастазы в печени, но, что интересно, не в легких. Клинические данные по этому типу рака соответствуют полученным на мышах результатам. Таким образом, обмен кровью можно использовать для получения метастазов у здоровой мыши. Авторы продолжат работу для того, чтобы подтвердить свои результаты и изучить другие виды опухоли.