«Гены метастазов»
Группа биоинженеров и биоинформатиков из Университета Калифорнии в Сан-Диего обнаружила комплекс генов, который определяет способность опухоли к метастазированию.
Метастатическое распространение опухоли по организму является причиной 90% летальных исходов, ассоциированных с онкологическими заболеваниями. Современные методы лечения, такие как химио- и лучевая терапия, способны подавить рост метастазов, но они очень тяжело переносятся пациентами и сопряжены с высоким риском осложнений. В этих условиях поиск механизмов распространения опухоли и способов его предотвращения имеет огромное значение.
Для изучения процессов, запускающих распространение опухолевых клеток по организму, исследователи поместили раковые клетки в специально разработанную трехмерную коллагеновую матрицу. Они обнаружили, что клетки опухоли превращаются в структуры, имитирующие кровеносные сосуды, состоящие из коротких волокон и малых пор.
Клетка опухоли молочной железы, помещенная в плотную матрицу. На седьмой день началась имитация ангиогенеза (vascular mimicry-like behavior) – рост сосудоподобных структур с ядрами (синего цвета) и цитоскелетом (зеленого цвета).
Поведение раковых клеток не зависело от свойств матрицы, в том числе плотности, насыщенности кислородом и жесткости. Это удивило ученых: они предполагали, что введение опухолевых клеток в более плотную среду остановит процессы метастазирования. В традиционных чашках Петри опухолевые клетки такой активности не проявляли. Это доказывает, что для полноценного изучения свойств раковых клеток in vitro их необходимо поместить в трехмерную среду, максимально приближенную к естественным условиям.
В исследовании in vitro описан процесс имитация ангиогенеза – роста при агрессивных формах рака структур, напоминающих сосуды: их внутренняя стенка выстлана не эндотелиоцитами, а опухолевыми клетками.
Сосудоподобные структуры активно участвуют в кровоснабжении опухоли и осуществляют связь между клетками разной локализации. Это способствуют злокачественному росту и метастазированию рака. Что именно запускает «псевдоангиогенез», оставалось неизвестным.
Был обнаружен набор генов, названный коллаген-индуцированным сетевым фенотипом (collagen-induced network phenotype, CINP), который определяет поведение раковых клеток и активирует процесс имитации ангиогенеза.
Сеть из клеток была окрашена для выявления мембранных белков. Положительный результат свидетельствовал о сходстве с сосудами и доказывал наличие имитации ангиогенеза.
Затем исследователи, используя онкологические гистологические базы данных, осуществили поиск CINP в клетках опухоли девяти типов, в том числе рака молочной железы, легких, почек и поджелудочной железы. Как показало исследование, наличие модуля CINP коррелировало со степенью злокачественности и агрессивности опухоли.
Таким образом, определение CINP у онкологических пациентов способно предсказать продолжительность их жизни и вероятность метастазирования опухоли. Этот модуль генов может быть использован как маркер злокачественности рака и помогать в выборе подходящего метода лечения.
Дальнейшие шаги в данном направлении – проведение доклинических исследований на животных. Кроме того, необходимо продолжить изучение механизмов метастазирования и разработать способы блокирования трансформации здоровых клеток, окружающих опухоль, в сосудоподобные структуры.
Статья D.O.Velez et al. 3D collagen architecture induces a conserved migratory and transcriptional response linked to vasculogenic mimicry опубликована в журнале Nature Communications.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UC San Diego: Researchers discover specific tumor environment that triggers cells to metastasize.