Протеинът ламинин предпазва растежа на туморните клетки в гърдата

Проучване, осъществено от изследователи от Института по биоинженерство в Каталуния и Университета в Бърселона, показва клетъчен механизъм, който може да бъде ключов за забавяне прогресията на туморите в гърдата. Според резултатите протеинът ламинин, който се намира в здравата тъкан на гърдата, предотвратява ефектите на втвърдяване като предпазва клетките от растежа на тумора в тях.

Проучването

Процесът, при който клетките са в състояние да трансформират механичните промени в биологични реакции, се нарича механотрансдукция. По отношение на еволюцията на солидни тумори, като рак на гърдата например, той играе фундаментална роля.

Една от често срещаните механични промени при рака е втвърдяването на тъканите. Именно тази твърдост е първото, което човек напипва, когато се изследва сам и точно тя е причина за търсенето на възможни тумори.

Твърдостта в тъканта на гърдата предизвиква напрежение вътре в клетките като деформира ядрото им. В същото време тази деформация активира гени, които контролират клетъчната пролиферация (процесът, при който една клетка расте, дели се и произвежда нови клетки) и са свързани с растежа на туморите.

>>>Създадоха наночастици, които идентифицират и унищожават раковите клетки в гърдата

В настоящото проучване екип под ръководството на доц. Пере Рока-Кузакс, изследовател в Института по биоинженерство и преподавател в Университета на Барселона, проучва процеса на механотрансдукция.

За тази цел учените посяват клетки от гръдна тъкан върху гелове с различна твърдост като по този начин симулират здрави (меки) и злокачествени (твърди) тъкани.

Следващият етап на проучването е посветен на сравненията. Учените сравняват поведението на клетките върху геловете, които са покрити с ламинин и другите, върху които има колаген, фибронектин или други поддържащи протеини, които се произвеждат в излишък при канцерогенните процеси.

Научната група установява, че клетките, които са върху гела, богат на ламинин, имат много лек механичен отговор на твърдостта на субстрата в сравнение с поставените върху геловете с фибронектин и колаген.

Резултатите

В статията, публикувана в Nature Materials, учените споделят: „Механичните свойства на извънклетъчния матрикс (съвкупност от вещества, които заобикалят клетките в даден тип тъкан) диктуват поведението на тъканите. В епителните тъкани ламининът е много изобилен компонент на извънклетъчния матрикс и ключов поддържащ елемент. Тук показваме, че ламининът възпрепятства механичните реакции на епителните клетки на гърдата, като предпазва ядрото от механична деформация.“

>>>В САЩ препоръчват скринингът за рак на гърдата да започва след навършване на 40-годишна възраст

„Нашите резултати показват, че наличието на ламинин предотвратява ефекта на скованост, а това означава, че предпазва клетките от растеж на тумора в тях. Демонстрирахме този механизъм ин витро, но вярваме, че той може да работи и ин виво“, казва д-р Занета Кечагиа, част от екипа и постдокторант и изследовател в Института по биоинженерство.

Ръководителят на изследването доц. Пере Рока-Кузакс смята, че откритият от тях механизъм, който предотвратява разрастването на туморни клетки, може да бъде добра основа за създаването на много по-чувствителни инструменти за диагностика от една страна, а от друга и за нови терапии срещу рак на гърдата. За да се случи това обаче, изследването трябва да бъде продължено.

За европейския проект MECHANO-CONTROL

Изследването на испанските учени е част от европейския проект MECHANO-CONTROL. В основата му е желанието на научната общност да бъде изследван потенциалът, който притежават механичните сили, които предавани чрез специфични молекулярни връзки управляват биологичната функция. Техните неизследвани възможности са свързани с онкологията, регенеративната медицина и създаването на биоматериали.

>>>Изкуствен интелект може да предвиди ефекта от химиотерапията при рак на гърдата

За да се случи всичко това обаче, трябва да бъдат разработени и въведени различни технологии за измерване на механични и адхезивни свойства от нанометрова до метрова скала.

Проектът е насочен точно към това предизвикателство, което ще бъде преодоляно чрез създаването на интердисциплинарна общност от изследователи, целта на която е да разбере и контролира клетъчната механика от молекулярния до мащаба на организма.

На всички етапи от реализацията на проекта учените представят експериментални данни с мащабно изчислително моделиране, за да установят правилата, които управляват биологичния отговор на механиката и адхезията.

Този подход е основата за създаването на специфични терапевтични подходи, различни от настоящия начин при лечението на рак на гърдата. Освен към него обаче технологията ще има голямо приложение сферата на онкологията и регенеративната медицина.