От Ева Кислер, четвъртък, 27 февруари 2014 г.

скриване

Това изображение показва клетка на рак на гърдата (зелена), прилепнала към кръвоносната капиляра (лилава) в мозъка.

Изследователите са получили ново разбиране за това как туморите метастазират, като изучават поведението на изключителни ракови клетки на гърдата и белите дробове, които са способни да влязат в мозъка и да оцелеят там.

Метастазите, процесът, който позволява на някои ракови клетки да се откъснат от техния тумор на произход и да се вкоренят в различна тъкан, е най-честата причина хората да умират от рак. И все пак повечето туморни клетки умират преди да достигнат следващата си цел, особено ако тази цел е мозъкът. Например при хора с рак на белите дробове случайни туморни клетки могат да проникнат в кръвта и да проникнат в мозъка, но много малко оцеляват достатъчно дълго, за да посяят нови тумори.

Сега екип от учени от Memorial Sloan Kettering проучи защо повечето циркулиращи туморни клетки умират при достигане до мозъка и защо в изключителни случаи други клетки не. Последното им проучване, публикувано днес в списание Cell, идентифицира гени и протеини, които контролират оцеляването на метастатичните клетки на рак на гърдата и белия дроб в мозъка.

Тези фактори за оцеляване може един ден да бъдат насочени към лекарства, за да намалят допълнително риска от метастази у хората. Според старшия автор на изследването, директорката на Слоун Кетеринг Джоан Масаге, един механизъм вероятно ще позволи на раковите клетки да колонизират различни органи, включително мозъка, при редица видове заболявания.

Недоучен тип заболяване

Метастатичните мозъчни тумори се срещат при няколко вида рак - включително рак на гърдата, белия дроб и колоректалната жлеза, наред с други - и се изчислява, че са около десет пъти по-чести от първичния рак на мозъка. Досега са направени малко изследвания за това как се развиват метастатичните мозъчни тумори.

Д-р Масаге и колегите му започнаха да се справят с този проблем преди четири години и оттогава научиха, че мозъкът е по-добре защитен от повечето органи срещу колонизация чрез циркулиране на туморни клетки. За да се зароди в мозъка, раковата клетка трябва да се измести от своя тумор на произход, да влезе в кръвния поток и да премине плътно опакована съдова структура, наречена кръвно-мозъчна бариера. Експерименти с мишки, при които метастатични клетки на рак на гърдата са били етикетирани и изобразени с течение на времето, разкриват, че много малък брой са успели да завършат това пътуване, а от тези клетки, които са стигнали до мозъка, са оцелели по-малко от една на 1000.

„Не знаехме защо толкова много от тези клетки умират“, казва д-р Масаге. „Какво ги убива? И как отделните клетки оцеляват в това уязвимо състояние - понякога се крият в мозъка в продължение на години - за да се появят в крайна сметка нови тумори? Какво поддържа тези редки клетки живи и къде се крият? “

Избягване на сигналите за смъртта

За да отговорят на тези въпроси, изследователите проведоха експерименти с миши модели на рак на гърдата и белия дроб, два вида тумори, които често се разпространяват в мозъка, изследвайки група от гени, които са свързани с мозъчни метастази. Изследванията им разкриват, че много ракови клетки, които влизат в мозъка, са убити от астроцитите - най-често срещаният тип мозъчни клетки - които отделят протеин, наречен Fas лиганд.

Когато раковите клетки се сблъскат с този протеин, те се задействат да се самоунищожат чрез активирането на програма за вътрешна смърт. Проучването също така показа, че изключителните ракови клетки, които избягват, го правят, като произвеждат протеин, наречен Серпин, който действа като вид противоотрова за смъртните сигнали, излъчвани от тях от близките астроцити.

Прегърнати кръвоносни съдове

Изследователите са използвали образни методи, за да изследват поведението на тези предизвикателни метастатични клетки в мозъка на мишки. Те забелязаха, че оцелелите клетки растат върху кръвоносните капиляри - всяка клетка се прилепва плътно към съда си „като мечка панда, прегърнала ствол на дървото“, казва д-р Масаге.

„Тази прегръдка е очевидно съществена“, обяснява той. „Ако туморната клетка се отдели от съда си, тя бива убита от близките астроцити. Оставайки нататък, той се подхранва и защитава и в крайна сметка може да започне да се разделя, за да образува обвивка около кораба. "

Под микроскопа изследователите наблюдават как тези обвивки растат в малки топчета, които в крайна сметка се превръщат в тумори. „След като го видите, никога не можете да забравите този образ“, казва д-р Масаге.

Учените също направиха експерименти, за да определят молекулярната основа на поведението на клетките и показаха, че протеинът, произведен от туморните клетки, действа като вид велкро, прикрепвайки клетките към външната стена на кръвоносния съд.

Терапевтични идеи

Констатациите дават на учените нови възможности за разбиране и изучаване на биологията на метастазите и биха могли също да доведат до разработването на нови терапии, които биха действали чрез засилване на естествените пречки пред метастазирането. Изследването идентифицира няколко механизма, към които могат да се насочат такива лекарства. Д-р Massagué се интересува особено от способността на някои туморни клетки да прегръщат кръвоносните съдове, тъй като той подозира, че това поведение може да бъде от съществено значение за оцеляването на метастатичните ракови клетки не само в мозъка, но и в други части на тялото, където метастатичният туморен растеж може да се случи.

„Повечето пациенти с рак всъщност са изложени на риск туморът им да се разпространи на множество места“, отбелязва д-р Massagué. Например ракът на гърдата може да метастазира в костите, белите дробове и черния дроб, както и в мозъка. „Това, което може да разглеждаме“, добавя той, „е бъдещ начин за предотвратяване на метастази в много органи едновременно“, като се използват лекарства, които карат туморните клетки да освободят кръвоносните съдове, за които се придържат.