Рак, зародившись в определенной области организма, со временем способен образовывать метастазы. Механизмы, позволяющие опухоли распространяться в различные органы, до сих пор остаются не до конца ясными. Исследователи из ЕС выяснили, что здоровые клетки способствуют этому процессу. Проведенное ими исследование не только выявило ранее неизвестный способ межклеточной коммуникации, но и открыло перспективы для терапии метастазов в печени.
Согласно проведенным расчетам, две тысячи из десяти тысяч раковых клеток, находящихся в опухоли, способны давать метастазы в другие органы. Это похоже на то, как семена, разнесенные ветром, прорастают далеко от родительского растения. И, подобно семенам, опухолевые клетки тоже должны приспособиться к новым почвам, чтобы выжить и дать начало злокачественному отростку.
Ученые проводят параллель между семенами и почвой, чтобы разобраться в механизме метастазирования опухоли, уделяя особое внимание «семенам» и их способности изменять состояние «почвы». Влияние самой «почвы» на развитие метастазов – способствуют ли они росту опухоли или, напротив, подавляют его – остается в значительной степени неизученным. Причина кроется в сложности анализа сигналов, которыми обмениваются клетки «почвы». Этот пробел в знаниях попытались устранить исследователи из Чехии, Италии и Швейцарии, используя новые подходы. В статье, опубликованной в журнале Nature, в тексте рассказывается о том, как здоровые клетки печени, гепатоциты, определяют, смогут ли «семена» рака выжить.
Опухоли нередко распространяются с образованием метастазов в печени. Это характерно для большинства видов рака. Для того чтобы злокачественные клетки могли проникнуть в печень, требуется специфическое взаимодействие с окружающими здоровыми тканями. С целью демонстрации этого in vivo на мышах, ученые объединили генно-инженерные технологии и методы флуоресцентного окрашивания. Они перехватывали сигналы, посланные здоровыми гепатоцитами, имитируя таким образом разные условия развития раковых клеток в печени грызунов.
Для идентификации в ходе эксперимента использовали красный флуоресцентный белок mCherry, предназначенный для маркировки гепатоцитов в присутствии «семян» опухоли. Было установлено, что поверхностный белок клетки печени, плексин B2, действует как своего рода «мастер-ключ», содействуя метастазированию и позволяя опухолевым клеткам приспосабливаться к окружающей среде в печени.
При взаимодействии плексина B2 со специфическими белками-семафоринами четвертого класса, расположенными на поверхности раковых клеток, активировался процесс формирования метастазов. Этот механизм был идентифицирован в клетках колоректального рака, рака поджелудочной железы и меланомы.
Изменяя активность плексина B2 и подавляя семафорины четвертого класса, исследователи прерывали коммуникацию между гепатоцитами и раковыми клетками. Это приводило к почти полной остановке развития метастазов в печени у мышей.
Новое исследование позволило авторам более детально изучить взаимодействие здоровых и раковых клеток печени, определить функции различных регуляторов. Несмотря на то, что предстоит еще многое узнать, эта работа уже открывает перспективы для разработки методов лечения метастазов в печени. Кроме того, подобный подход может быть применен для изучения распространения опухолей и в других органах, например, в легких.