Прогностическая сеть головного мозга при диффузной срединной глиоме

Диффузные срединные глиомы (ДСГ) — почти неизбежно летальные опухоли центральной нервной системы у детей. В моделях на животных ДСГ формируют интегрированные сети по всему мозгу через синапсы между нейронами и глиомой и щелевые контакты между клетками глиомы; такая обширная связность стимулирует рост и инвазию ДСГ и других глиальных злокачественных опухолей через паракринные механизмы и прямые нейрон-глиомные синапсы. Однако организация и клиническое значение этих связей в живом мозге человека остаются неясными. Здесь мы разработали картирование опухолевой сети для вычисления профиля связности ДСГ по всему мозгу, выделив консервативную мозговую сеть при мостовой и таламической ДСГ, связанную с краткосрочной выживаемостью пациентов (сеть ДСГ). Функциональная связность опухоли с сетью ДСГ независимо предсказывала общую выживаемость в двух внешних валидационных когортах. Рост опухоли соответствовал специфическим траекториям сети ДСГ, а пиковые внутриcетевые нейрометаболические изменения в ходе развития пространственно-временно совпадали с пиком возрастной заболеваемости ДСГ. Анализ данных секвенирования РНК отдельных ядер подтвердил обогащение разнообразных синаптических генов при ДСГ с высокой связностью. Поразительно, случайная хирургическая резекция ткани таламической ДСГ с высокой связностью обеспечивала значимое преимущество по выживаемости. В совокупности эти данные определяют консервативную и прогностически значимую сеть головного мозга у детей с ДСГ, что согласуется с гипотезой о том, что ДСГ используют в остальном здоровые мозговые цепи для стимуляции роста опухоли.