Раковые клетки гонятся за кислородом

Клетки раковых опухолей мигрируют туда, где больше кислорода, — к такому выводу пришли учёные из университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University), Колорадского университета в Боулдере (University of Colorado at Boulder) и Пенсильванского университета (University of Pennsylvania). Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Как и большинство живых организмов, раковые клетки нуждаются в кислороде. В ходе нового исследования учёные показали, что клетки саркомы активно ищут его и прокладывают путь к более высоким концентрациям O₂. Предполагается, что именно так они попадают в кровеносные сосуды, откуда распространяются в другие части тела.

Саркомой называют группу опухолей, поражающих стенки кровеносных сосудов и соединительные ткани: костную, хрящевую, мышечную и жировую. Ежегодно в США саркому диагностируют у 13 000 человек, у 25—50% пациентов опухоль даёт метастазы. Предыдущие исследования показали, что все виды рака успешно развиваются при низком содержании кислорода. Однако до сих пор было неясно, как опухоли на ранних стадиях реагируют на разные концентрации газа.

Изучая мышей, больных саркомой мягких тканей, исследователи выяснили, что в центре крупных новообразований располагается область с очень низким содержанием кислорода, в меньших же концентрация кислорода может меняться по всему объёму опухоли. Следующим шагом было изучение влияния кислорода на распространение раковых клеток.

Чтобы отследить их миграцию, учёные создали искусственные модели тканей на основе гидрогеля, в которых содержание O₂ увеличивалась от нижних слоёв к верхним, и поместили туда опухолевые клетки лабораторных животных. В моделях, в которых кислорода не хватало, рак распространялся гораздо быстрее, чем там, где концентрация О₂ была близка к атмосферной. При этом клетки стремились к верхним, богатым газом, слоям. Исследователи обнаружили, что их движение останавливал препарат миноксидил, который часто применяют для лечения выпадения волос.

Учёные отмечают, что в будущем механизм миграции опухолевых клеток можно будет использовать как терапевтическую мишень при разработке новых лекарств. Они утверждают, что трёхмерные модели с применением гидрогеля послужат эффективным инструментом для тестирования противораковых препаратов в лаборатории.