Остановка движения опухолевых клеток останавливает распространение рака
Новое понимание того, как движутся опухолевые клетки, может значительно помочь в разработке методов лечения, предотвращающих распространение рака.
Используя экспериментальную модель, ученые из Миннесотского университета в Миннеаполисе остановили распространение раковых клеток даже после того, как клетки изменили свой способ движения.
Шансы на избавление от рака намного выше, если болезнь не распространилась за пределы первичной опухоли.
Около 90 процентов смертей, связанных с раком, происходит из-за метастазов или способности опухолей проникать в близлежащие ткани и распространяться на другие части тела.
Лечение, которое остановит движение раковых клеток, значительно повысит выживаемость, дав врачам больше времени для лечения первичной опухоли.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, может означать большой шаг к этому достижению.
«Раковые клетки очень коварны»
Исследователи создали лабораторные версии среды опухоли и наблюдали, как клетки рака груди перемещаются через нее.
Используя лекарства, они пытались остановить клетки, нарушая механизмы, которые служат двигателями, генерируя силы для движения.
К удивлению ученых, клетки переключились на совершенно другой способ движения, из-за чего они стали напоминать «сочащиеся» капли.
«Раковые клетки очень коварны», - отмечает старший автор доктор Паоло П. Провенцано, доцент кафедры биомедицинской инженерии Миннесотского университета. Он признает: «Мы не ожидали, что клетки изменят свое движение».
Однако, воздействуя одновременно на оба режима движения клеток, исследователи «остановили клетки на их пути».
Доктор Провенцано отмечает: «Мы почти как будто уничтожили их GPS, чтобы они не могли найти шоссе. […] Клетки просто сидели и не двигались ».
Метастазы и движение клеток
Метастазирование - сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. В каждом из них должны быть соблюдены определенные условия, прежде чем рак сможет прогрессировать.
Например, во время вторжения в соседнюю ткань как опухолевые клетки, так и их микроокружение или внеклеточный матрикс претерпевают серьезные изменения.
Большинство клеток обладают способностью перемещаться через окружающий их внеклеточный матрикс благодаря сложной обратной связи сигналов, известной как контактное руководство.
Ученые наблюдали это руководство в различных условиях, например, при заживлении ран, создании и регенерации органов.
Доктор Провенцано и его команда говорят, что контактное руководство также помогает раковым клеткам распознавать и прослеживать пути в опухолях. Они сравнивают модели руководства с «шоссе» для инвазии раковых клеток.
Показатели выживаемости, как правило, ниже у людей с опухолями с множеством этих паттернов.
Авторы нового исследования отмечают, что медицинскому сообществу еще предстоит полностью понять, как раковые клетки воспринимают контактные сигналы.
Инженерные микросреды опухолей
Чтобы исследовать, как клетки распознают эти пути и следуют им, команда разработала двухмерное микроокружение, которое имитирует паттерны управляющих сигналов в опухолях.
Работа с инженерной средой значительно ускоряет исследования такого рода.
«Используя эти контролируемые сетевые микросреды, мы смогли протестировать сотни событий клеточного движения за часы по сравнению с одним или двумя за один и тот же период времени путем визуализации опухоли», - объясняет автор первого исследования доктор Эрдем Д. Табданов, который также работает в отделении биомедицинской инженерии университета.
Следующее короткое видео из Университета Миннесоты показывает, что произошло, когда исследователи использовали лекарства для нацеливания на двигательные движения клеток рака груди. Клетки переключились на плавное, похожее на слизь движение, основанное на различных механизмах.
Команда намеревается протестировать свой метод на других типах рака, а затем начать испытания на животных. Если все пойдет хорошо, в течение нескольких лет должны последовать испытания на людях.
Исследователям также необходимо изучить другие аспекты этого подхода, такие как влияние на здоровые клетки.
«В конечном счете, мы хотели бы найти способы подавить движение раковых клеток, одновременно увеличивая движение иммунных клеток для борьбы с раком».
Д-р Паоло П. Провенцано
