Откритие за това как раковите клетки подготвят пътя за растеж и разпространение на тумора може да доведе до нови лечения, които го спират.
Известно е, че раковите клетки освобождават малки пълни с течност торбички или везикули, наречени екзозоми.
Те са пълни с мощни протеини и други молекули, които правят тъканните условия по-благоприятни за прогресията на тумора по много начини.
Молекулите например могат да ремоделират околната среда на раковите клетки и могат да вмъкват ракови гени в други клетки и да сигнализират на имунната система да не атакува.
Тези промени улесняват растежа на туморите и рака да нахлуе в близката тъкан и да се разпространи в други части на тялото.
Инвазията и разпространението на рака е сложен процес, наречен метастази и е основната причина да бъде толкова сериозно заболяване.
Сега изследователите от Университета на Уисконсин-Мадисън откриха протеин, който контролира освобождаването на екзозоми от раковите клетки, за да насърчи прогресията на тумора и метастазите.
Те докладват своите открития в статия, публикувана в Списание за клетъчна биология.
Протеинът задейства екзозомната секреция
Протеинът е известен като Munc13-4 и често се среща в изобилие в тумори на белия дроб, гърдата и панкреаса.
Водени от старши автор на изследването Томас Ф. Мартин - професор по биохимия в Университета на Уисконсин-Мадисън - екипът наблюдава, че тъй като раковите клетки на панкреаса и белите дробове стават по-агресивни, те повишават нивата си на Munc13-4 и отделят повече екзозоми.
Munc13-4 се активира чрез свързване с калций, за които е известно, че често се повишават в раковите клетки.
Изследователите установяват, че калцият предизвиква екзозомна секреция в агресивните клетки на рака на гърдата. Но когато премахнаха Munc13-4 в клетките на рака на гърдата, калцият вече не причинява на клетките да секретират екзозоми.
Такъв беше и случаят, когато замениха Munc13-4 с мутантна форма, която не може да се свърже с калций.
Повишаване на познанията по биология на екзозомите
За първи път учените разбраха за екзозомите преди около 50 години. Но в продължение на десетилетия те мислеха, че всичко, което правят, е да се отърват от клетъчните отпадъци.
Но през последните 10 години или нещо подобно, „интересът към екзозомите избухна“, както се вижда от огромен ръст на публикуваните изследвания.
И все пак въпреки подновения интерес и много разширения набор от знания, ние все още не знаем много за „основите на биологията на екзозомите“.
Едно нещо, което знаем е, че екзозомите се образуват вътре в клетката в структури, наречени „мултивикулярни тела“. Те освобождават екзозомите чрез сливане с „плазмената мембрана“ или клетъчната стена.
Проф. Мартин и колеги откриха, че механизмът, който задейства този процес в раковите клетки, включва Munc13-4, работещ с друг протеин, наречен Rab11.
Те също така показаха, че изчерпването на Munc13-4 в раковите клетки на гърдата намалява освобождаването на екзозоми, съдържащи ензим, което прави тъканната среда по-благоприятна за диспергиране и разпространение на раковите клетки.
Ензимът се нарича MT1-MMP и той разгражда „извънклетъчния матрикс“. Това е известно, за да улесни рака да метастазира и да образува вторични тумори.
„Като цяло смятаме, че повишената експресия на Munc13-4, комбинирана с повишени нива на калций, води до засилено освобождаване на екзозома от силно агресивни ракови клетки и че Munc13-4 е потенциална цел за терапевтична намеса.“
Проф. Томас Ф. Дж. Мартин