Группа исследователей из Чикагского и Барселонского университетов обнаружила, что периодическая гипоксия или нерегулярный недостаток воздуха, испытываемый людьми с апноэ во сне, может увеличить рост опухоли, способствуя высвобождению циркулирующих экзосом. Их результаты опубликованы в текущем номере журнала Chest.
Обструктивное апноэ во сне связано с увеличением заболеваемости раком и смертностью. Чтобы лучше понять связь между ними, исследователи подробно изучили рост опухолевых клеток рака легких у мышей. У половины мышей наблюдались регулярные модели дыхания, в то время как другая половина подвергалась периодической гипоксии (ИГ) для имитации апноэ во сне. Команда обнаружила, что экзосомы, выпущенные у мышей, подвергшихся воздействию IH, усиливают злокачественные свойства клеток рака легких.
Экзосомы – это микроскопические сферы, которые транспортируют белки, липиды, мРНК и миРНК между клетками, подобно курьерским посыльным, доставляющим посылки. Они играют центральную роль в межклеточной коммуникации и участвуют в стимулировании роста раковых клеток. Когда количество экзосом увеличивается и изменяется их содержание, опухоли становятся больше и легче метастазируют.
"Экзосомы в настоящее время интенсивно исследуются, поскольку они вовлечены в модуляцию широкого спектра злокачественных процессов," объяснил ведущий исследователь Дэвид Гозал, доктор медицины, магистр делового администрирования, факультет педиатрии, Притцкерская школа медицины, Чикагский университет, Чикаго, Иллинойс. "Гипоксия может увеличивать высвобождение экзосом и выборочно изменять содержимое экзосом, например, для усиления пролиферации опухоли и ангиогенеза. Мы обнаружили, что общие концентрации выделенных из плазмы экзосом у мышей, подвергшихся воздействию IH, были значительно увеличены."
Данные показали, что воздействие на мышей ИГ увеличивает количество благоприятных для рака экзосом. Эти экзосомы увеличивают скорость репликации раковых клеток и способствуют перемещению этих клеток по всему телу, разрушая эндотелиальный барьер и увеличивая вероятность метастазирования. Исследователи также обнаружили, что когда они изолировали экзосомы от мышей, подвергшихся воздействию IH, извлеченные экзосомы способствовали развитию злокачественных свойств клеток in vitro. Кроме того, экзосомы от реальных пациентов с апноэ во сне показали те же эффекты на раковые клетки человека в культуре по сравнению с экзосомами от тех же пациентов после лечения их апноэ во сне с помощью CPAP.
"За последние несколько лет экзосомы стали критически важными игроками в межклеточной коммуникации," отметил д-р. Гозал. "Примечательно, что несколько исследований продемонстрировали роль опухолевых экзосом в регулировании основных процессов прогрессирования опухоли, таких как ангиогенез, иммунная модуляция и метастазирование."
Исследователи также изучили miRNA, высвобождаемые экзосомами, и обнаружили различия в miRNA мышей, подвергшихся воздействию IH, по сравнению с мышами с регулярным паттерном дыхания. Было идентифицировано одиннадцать дискретных miRNA, а также их генные мишени внутри клеток рака легких. "Тот факт, что IH вызывает измененное содержание miRNA экзосомы и выборочно усиливает специфические свойства биологии опухоли, дает сильный импульс и обоснование для будущих исследований как на мышах, так и на людях," прокомментировал доктор. Гозал.
Различные уровни кислорода при апноэ во сне вызывают повреждение, которое можно обнаружить даже на уровне тканей. Несмотря на то, что существует множество других смешивающих факторов, показано, что апноэ во сне является независимым фактором, связанным с неблагоприятными исходами рака. Это исследование показывает, что экзосомы, усиленные IH, могут влиять на опухоли, способствуя их росту и помогая им распространяться по всему телу, что делает рак потенциально более опасным для пациентов, страдающих апноэ во сне.
"Нет сомнений," заключил д-р. Гозал, "что улучшенное понимание сложной сети генов и путей передачи клеточных сигналов, регулируемых экзосомными миРНК в контексте обструктивного апноэ во сне, расширит наши знания о его потенциальных пагубных последствиях для больных раком."