Ново разбиране за това как се движат туморните клетки може значително да помогне за разработването на лечения за предотвратяване на разпространението на рак.
Използвайки експериментален модел, учени от университета в Минесота в Минеаполис спряха разпространението на раковите клетки, дори след като клетките промениха начина си на движение.
Шансовете за елиминиране на рака са много по-големи, ако болестта не се е разпространила отвъд първичния тумор.
Около 90 процента от свързаните с рака смъртни случаи се случват поради метастази или способността на туморите да нахлуят в близката тъкан и да се разпространят в други части на тялото.
Лечение, което спира движението на раковите клетки, значително би подобрило процента на преживяемост, като даде на лекарите повече време да се справят с първичния тумор.
Новото проучване, представено в списанието Nature Communications, може да отбележи голяма стъпка към това постижение.
‘Раковите клетки са много подли’
Изследователите създават лабораторни версии на туморна среда и наблюдават как клетките на рака на гърдата се движат през тях.
Използвайки наркотици, те се опитаха да спрат клетките, като нарушиха механизмите, които служат като двигатели, генерирайки сили за движение.
За изненада на учените клетките преминаха към съвсем различен начин на придвижване, което ги накара да приличат на „изтичащи“ петна.
„Раковите клетки са много подли“, отбелязва старшият автор д-р Паоло П. Провенцано, доцент в отдела за биомедицинско инженерство в Университета на Минесота. Той признава: „Не очаквахме клетките да променят движението си.“
Като насочват към двата начина на движение на клетките едновременно обаче, изследователите „спират клетките в следите им“.
Д-р Провенцано отбелязва: „Почти все едно сме им унищожили GPS, за да не могат да намерят магистралите. [...] Клетките просто седяха там и не се движеха. "
Метастази и движение на клетките
Метастазирането е сложен процес с няколко етапа. Във всеки трябва да бъдат изпълнени определени условия, преди ракът да може да прогресира.
Например, по време на инвазия в съседна тъкан, както туморните клетки, така и тяхната микросреда, или извънклетъчната матрица, претърпяват големи промени.
Повечето клетки имат някаква способност да се движат през извънклетъчния матрикс, който ги заобикаля, благодарение на сложната обратна връзка от сигнали, известни като насоки за контакт.
Учените са спазвали това ръководство в различни условия, като например при зарастване на рани и генериране и регенерация на органи.
Д-р Провенцано и неговият екип казват, че насоките за контакт също помагат на раковите клетки да усещат и следват пътищата в туморите. Те оприличават моделите на насоки към „магистрали“ за инвазия на ракови клетки.
Степента на оцеляване обикновено е по-ниска при хора, които имат тумори с много от тези модели.
Авторите на новото проучване отбелязват, че медицинската общност все още не е напълно разбрала как раковите клетки усещат указанията за контакт.
Проектирана туморна микросреда
За да проучи как клетките разпознават и следват тези пътища, екипът е проектирал 2-D микросреда, която имитира модели на ориентировъчни сигнали при тумори.
Работата с инженерна среда значително ускорява този вид изследвания.
„Използвайки тези контролирани мрежови микросреди, успяхме да тестваме стотици събития на клетъчно движение за часове, в сравнение с едно или две в една и съща времева рамка чрез изобразяване на тумор“, обяснява първият автор на изследването д-р Ердем Д. Табданов, който работи в университетския отдел по биомедицинско инженерство.
Следващото кратко видео от университета в Минесота показва какво се е случило, когато изследователите са използвали лекарства за насочване на двигателните движения на клетките на рака на гърдата. Клетките преминаха към плавно движение, подобно на соч, което разчита на различни механизми.
Екипът възнамерява да тества техния метод върху други видове рак, след което да започне опити върху животни. Ако те вървят добре, изпитанията при хора трябва да последват в рамките на няколко години.
Изследователите трябва да проучат и други аспекти на подхода, като ефекта върху здравите клетки.
„В крайна сметка бихме искали да намерим начини да потиснем движението на раковите клетки, като същевременно засилим движението на имунните клетки за борба с рака.“
Д-р Паоло П. Провенцано