Zatrzymanie ruchu komórek nowotworowych powstrzymuje rozprzestrzenianie się raka
Nowe spojrzenie na sposób poruszania się komórek nowotworowych może znacznie pomóc w opracowaniu metod leczenia zapobiegających rozprzestrzenianiu się raka.
Korzystając z modelu eksperymentalnego, naukowcy z University of Minnesota w Minneapolis powstrzymali rozprzestrzenianie się komórek rakowych, nawet po tym, jak komórki zmieniły swój sposób poruszania się.
Szanse na wyeliminowanie raka są znacznie większe, jeśli choroba nie rozprzestrzeniła się poza guz pierwotny.
Około 90 procent zgonów związanych z rakiem występuje z powodu przerzutów lub zdolności guzów do inwazji pobliskiej tkanki i rozprzestrzeniania się na inne części ciała.
Leczenie, które zatrzymało ruch komórek rakowych, znacznie poprawiłoby wskaźniki przeżywalności, dając lekarzom więcej czasu na zajęcie się pierwotnym guzem.
Nowe badanie, opisane w czasopiśmie Nature Communicationsmoże oznaczać duży krok w kierunku tego osiągnięcia.
„Komórki rakowe są bardzo podstępne”
Naukowcy stworzyli laboratoryjne wersje środowiska guza i obserwowali, jak przechodzą przez nie komórki raka piersi.
Używając narkotyków, próbowali zatrzymać komórki, zakłócając mechanizmy, które służą jako motory, generując siły do ruchu.
Ku zaskoczeniu naukowców komórki przeszły na zupełnie inny sposób poruszania się, przez co zaczęły przypominać „sączące” plamy.
„Komórki rakowe są bardzo podstępne” - zauważa starszy autor dr Paolo P. Provenzano, profesor nadzwyczajny na wydziale inżynierii biomedycznej Uniwersytetu Minnesota. Przyznaje: „Nie spodziewaliśmy się, że komórki zmienią swój ruch”.
Jednak celując w oba tryby ruchu komórek w tym samym czasie, naukowcy „zatrzymali komórki na ich torach”.
Dr Provenzano zauważa: „To prawie tak, jakbyśmy zniszczyli ich GPS, więc nie mogli znaleźć autostrad. […] Komórki po prostu tam siedziały i się nie ruszały ”.
Przerzuty i ruch komórek
Przerzuty to złożony proces, który składa się z kilku etapów. W każdym przypadku, zanim rak będzie mógł się rozwinąć, muszą zostać spełnione określone warunki.
Na przykład, podczas inwazji sąsiedniej tkanki, zarówno komórki nowotworowe, jak i ich mikrośrodowisko, czyli macierz zewnątrzkomórkowa, ulegają poważnym zmianom.
Większość komórek ma pewną zdolność poruszania się po macierzy zewnątrzkomórkowej, która je otacza, dzięki złożonemu sprzężeniu zwrotnemu określanemu jako przewodnictwo kontaktowe.
Naukowcy przestrzegali tych wskazówek w różnych sytuacjach, takich jak gojenie się ran oraz wytwarzanie i regeneracja narządów.
Dr Provenzano i jego zespół twierdzą, że wskazówki kontaktowe pomagają komórkom nowotworowym wyczuwać i śledzić ścieżki w guzach. Porównują wzorce wskazówek do „autostrad” dla inwazji komórek rakowych.
Wskaźniki przeżycia są zwykle niższe u osób, które mają guzy z wieloma takimi wzorcami.
Autorzy nowego badania zauważają, że społeczność medyczna nie zrozumiała jeszcze w pełni, w jaki sposób komórki rakowe wyczuwają wskazówki dotyczące kontaktu.
Skonstruowane mikrośrodowiska guza
Aby zbadać, w jaki sposób komórki rozpoznają te szlaki i podążają za nimi, zespół zaprojektował dwuwymiarowe mikrośrodowiska, które naśladują wzorce wskazówek w guzach.
Praca w środowiskach inżynieryjnych znacznie przyspiesza tego rodzaju badania.
„Korzystając z tych kontrolowanych mikrośrodowisk sieciowych, byliśmy w stanie przetestować setki zdarzeń związanych z ruchem komórek w ciągu godzin, w porównaniu z jednym lub dwoma w tym samym czasie poprzez obrazowanie guza” - wyjaśnia autor pierwszego badania, dr Erdem D. Tabdanov, który również pracuje na uczelnianym wydziale inżynierii biomedycznej.
Poniższy krótki film z University of Minnesota pokazuje, co się stało, gdy naukowcy użyli leków do kierowania ruchów przypominających ruchy komórek raka piersi. Komórki przeszły w płynny, śluzowaty ruch, który opiera się na różnych mechanizmach.
Zespół zamierza przetestować swoją metodę na innych typach raka, a następnie rozpocząć próby na zwierzętach. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, próby na ludziach powinny nastąpić w ciągu kilku lat.
Naukowcy muszą również zbadać inne aspekty tego podejścia, takie jak wpływ na zdrowe komórki.
„Ostatecznie chcielibyśmy znaleźć sposób na zahamowanie ruchu komórek rakowych przy jednoczesnym wzmocnieniu ruchu komórek odpornościowych w walce z rakiem”.
Dr. Paolo P. Provenzano
