Раковые клетки не могут прокладывать себе путь сквозь внеклеточное вещество так, как это делают здоровые клетки, утверждается в новом исследовании. Авторы работы полагают, что сделанное ими открытие может привести к появлению новых средств для таргетной терапии злокачественных опухолей.
Рак опасен способностью распространяться по телу. Чем лучше врачи смогут сдерживать разрастание опухолей и защищать не затронутые болезнью органы, тем ниже будет смертность, связанная с онкологическими заболеваниями. А если медикам удастся определить точное расположение раковых клеток и в буквальном смысле слова «остановить их на полпути», это станет огромным шагом в лечении онкобольных.
«Лекарства для предотвращения нежелательного движения метастатических раковых клеток можно было бы использовать в сочетании с существующими химиотерапевтическими препаратами, чтобы увеличить выживаемость пациентов», — рассказывает ведущий автор исследования Райан Петри (Ryan Petrie), доцент Колледжа искусств и наук Университета Дрекселя (Drexel University’s College of Arts and Sciences).
Исследование, проведённое Петри и его коллегами, показало, что клетки фибросаркомы не могут двигаться в плотных объёмных средах так, как это делают здоровые клетки соединительной ткани.
Поскольку клеточное ядро представляет собой крупное твёрдое образование, клеткам нелегко протиснуться сквозь трёхмерные структуры внеклеточного вещества. Поэтому, когда клетка достигает препятствия (на микробиологическом уровне оно называется «внеклеточным матриксом»), она переключается на такой тип движения, при котором внутри клетки образуется разница давлений и ядро начинает двигаться подобно поршню в двигателе.
Но учёные обнаружили, что клетки фибросаркомы не могут двигаться таким образом. Поэтому раковые клетки «прогрызают» себе путь сквозь матрикс, в то время как нормальные клетки используют мощные молекулярные «двигатели», в меньшей степени повреждающие его.
В рамках исследования, опубликованного в издании Journal of Cell Biology, учёные изучали движение клеток в хвосте крыс и коллагене кожи крупного рогатого скота.
«Способность к клеточной миграции — это смертельно опасная особенность раковых клеток, благодаря которой они начинают бесконтрольно двигаться и распространяться по телу, образуя вторичные опухоли, — рассказывает Петри. — Чтобы в полной мере понять механизмы, регулирующие движение нормальных и злокачественных клеток, мы должны изучать клеточную миграцию в трёхмерных средах, подобных тем, что мы обнаружили в изученных тканях».
Результаты исследования применимы не только в онкологии.
«Стимуляция движения фибробластов в определённых объёмных тканях, например, в эпидермисе (поверхностном слое кожи) или в хряще может помочь в лечении сложных ран, — поясняет Петри. — Понимание фундаментальных молекулярных механизмов, лежащих в основе движения клеток, необходимо для создания рациональных терапевтических стратегий в будущем».
То, что здоровые и раковые клетки движутся по-разному — важное открытие. Но чтобы разобраться, почему это происходит, нужно продолжать исследования.
«Следующий шаг — понять, какие внутриклеточные сигнальные пути определяют поведение клеток, и разобраться, почему опухолевые и здоровые клетки по-разному перемещаются в одной и той же среде. Мы уверены, что в будущем эти сигнальные пути помогут в разработке наиболее эффективных препаратов для стимуляции или ограничения клеточного движения», — добавляет Петри.
- Отсоединение группы клеток от опухолевого узла.
- Проникновение раковых клеток путём прободения базальных мембран близлежащих тканей в кровеносное русло (гематогенный путь распространения), брюшину или лимфатические сосуды (лимфогенный путь распространения).
- Распространение с током крови (или лимфы) в отдалённые органы — печень, лёгкие, кости.
- Ангиогенез — образование сосудов для питания новых опухолевых узлов.
Метастатический процесс играет огромную роль в течении болезни, так как множественное распространение опухолевых клеток по всем организму ведёт к мультиорганной недостаточности и летальному исходу. Пациенты с локализованной болезнью имеют более благоприятные прогнозы выживаемости. По последним данным у 60-70% пациентов метастатический процесс уже инициирован на этапе диагностики.