Як кровотік допомагає поширенню раку
Метастазування - це поширення раку на інші частини тіла і головна причина, через яку хвороба настільки серйозна. Тепер абсолютно нові дослідження виявляють, що кровотік є ключовим фактором у цьому процесі.
У статті, яка зараз опублікована в журналі Розвивальна клітина, вчені - представники Національного інституту охорони здоров’я та медичних досліджень Франції - описують свої тести на даніо і людях.
Експерименти підтвердили, що кровотік впливає на місця, в яких мігруючі ракові клітини “затримуються” всередині судин.
Вони також детально описують, як ці ракові клітини виходять через стінки кровоносних судин та встановлюють вторинні ділянки пухлини.
«Давня ідея в цій галузі, - пояснює старший автор дослідження д-р Джекі Г. Гец, керівник лабораторії Університету Страсбурга у Франції, - де проводилося дослідження, - полягає в тому, що арешт спрацьовує при циркуляції пухлинних клітин потрапляють у капіляри з дуже малим діаметром просто через обмеження розміру ".
Однак, як пояснює доктор Гетц, їх результати показують, що "фізичне обмеження" не є єдиним рушієм метастазування, оскільки "кровотік сильно впливає на те, щоб клітини пухлини могли встановити адгезію зі стінкою судини".
Метастазування та його основні етапи
Метастазування - це процес, за допомогою якого пухлинні клітини відходять і мігрують зі своїх первинних ділянок і подорожують по лімфатичній системі або кровотоку для встановлення вторинних або метастатичних пухлин у віддалених частинах тіла.
Метастазування є основною причиною смерті від раку та «першочерговим значенням у прогнозі онкологічних хворих».
Це складний процес, що протікає у вигляді послідовності етапів, кожен з яких повинен бути виконаний, щоб вторинна пухлина процвітала. Серія етапів, відома як "метастатичний каскад", протікає наступним чином:
- вторгнення поруч здорових тканин
- перетинаючи стінки сусідніх судин і лімфатичних вузлів
- подорожі через кров або лімфатичну систему до віддалених частин тіла
- арешт у віддалених дрібних кровоносних судинах або капілярах, вторгнення в їх стінки та перехід у навколишні здорові тканини
- засівання життєздатної крихітної пухлини в здорову тканину
- генерування спеціального кровопостачання шляхом вирощування нових судин для харчування нової пухлини
Нове дослідження стосується четвертого етапу, на якому циркулюючі пухлинні клітини затримуються в капілярі та проходять через їх ендотелій або бар’єр клітин, що вистилають стінки судин, в навколишні тканини.
Дослідження досліджує „механічні ознаки” в крові
У своїй роботі автори пояснюють, що "дуже мало відомо про те, як [циркулюючі пухлинні клітини] затримують ендотелій дрібних капілярів і прилипають до них і залишають кров, перетинаючи судинну стінку".
Вони додають, що особливо незрозумілою областю є "роль, яку відіграють механічні сигнали, що зустрічаються в крові" на цьому етапі.
Для свого дослідження вчені розробили «оригінальний експериментальний підхід», у якому вони мітили та стежили за циркулюючими пухлинними клітинами, коли подорожували по кровоносних судинах в ембріонах даніо. Модель також дозволяла їм варіювати та вимірювати кровотік у судинах.
Результати показали, що місця в кровоносних судинах, в яких циркулюючі пухлинні клітини перестають рухатися, тісно пов’язані зі швидкістю потоку.
Автори відзначають, що "значення порогової швидкості для ефективної адгезії [...] коливається від 400 до 600 [мікрометрів на секунду]".
«Ендотеліальні клітини, скручені навколо пухлинних клітин»
Команда також виявила, що кровотік має важливе значення для "екстравазації", процесу, за допомогою якого клітини пухлини виходять із кровоносних судин.
Це було видно на знімках із затримкою, які показали, що ендотеліальні клітини «згортаються» навколо заарештованих клітин пухлини в кровоносних судинах зародків даніо.
“Потік крові на цьому етапі є надзвичайно важливим. Без течії не відбувається ремоделювання ендотелію. Вам потрібна певна кількість потоку, щоб підтримувати ендотелій активним, щоб він міг перебудуватися навколо пухлинної клітини ».
Доктор Джекі Г.Гец
До таких же результатів дослідники прийшли, спостерігаючи прогрес метастазів у мозок у мишей.
Для цього експерименту вони застосували техніку візуалізації, яка називається інтравітальна кореляційна мікроскопія, яка поєднує моделі живих клітин з електронною мікроскопією, щоб динаміка могла спостерігатися у живої тварини.
Місце потоку контролює початок другої пухлини
Нарешті, група підтвердила висновки, спостерігаючи вторинні пухлини в мозку 100 пацієнтів, первинні пухлини яких знаходились у різних частинах тіла.
Як і у моделі даніо, вони використовували метод візуалізації, щоб нанести на карту розташування вторинних пухлин.
Коли вони об’єднали карту метастазів у мозок із картою кровотоку здорового контрольного пацієнта, дослідники виявили, що вона відповідає тому, що вони знайшли в моделі даніо, підтверджуючи, що вторинні пухлини воліють рости в районах, де кровотік знаходиться в певному діапазоні .
Автори приходять до висновку, що їхні результати виявляють, що кровотік контролює не тільки місце розташування, але й початок "метастатичного наросту".
Тепер вони хочуть вивчити способи блокування ремоделювання ендотелію навколо циркулюючої пухлинної клітини як спосіб порушити її вихід в навколишні тканини. Таке досягнення може перешкодити метастазуванню виконати кроки, необхідні для успішного зростання вторинної пухлини.
