Възпалена тъкан провокира "спящите" ракови клетки и появата на метастази

Акценти

Американски изследователи установиха причината за активирането на "спящи" ракови клетки и за появата на метастази. Възпалената тъкан около тях ги провокира, а в основата на самото възпаление може да стои блеомицинът - често срещано химиотерапевтично лекарство, което също така може да доведе и до удебеляване на белодробната тъкан.

Целта на раковите клетки е да се делят и растат. В по-голямата си част те се ограничават до рамките на оригиналния тумор, но някои от тях се отделят и се придвижват до други органи в тялото. Там те могат да останат неактивни и латентни - неоткриваеми и неделящи се в продължение на години, като противопехотни мини, чакащи да се взривят.

› Как се "пробуждат" неактивните ракови клетки

› Как става образуването на метастази

› Бъдещи усилия за идентифициране на други причинители

Как се "пробуждат" неактивните ракови клетки

Това придвижване на злокачествените клетки, наречено образуване на метастази, е много често срещано при рак на гърдата. При голям брой пациенти заболяването може да се завърне месеци или дори десетилетия след първоначалното лечение, но в различен орган.

Робърт Уайнбърг е член-основател на Института "Уайтхед" и професор "Даниел К. Лудвиг" (професорска длъжност, учредена с финансовата подкрепа на американския бизнесмен и филантроп Даниел К. Лудвиг, предназначена за изтъкнати изследователи на рака) в Масачузетския технологичен институт. Той десетилетия наред се занимава с разплитането на сложната биология на метастазите и провежда изследвания, които биха могли да увеличат процента на преживяемост сред хората с метастатичен рак на гърдата или да предотвратят разпространението му напълно.

В проучване, проведено от Уайнсбърг, постдокторантът Джингвей Джанг и колеги, те си поставят за цел да разберат какво кара "спящите" ракови клетки да преминат към неистов растеж и делене. В статия, публикувана в Proceedings of the National Academy of Sciences и посветена на откритието им, изследователите посочват виновника. "Пробуждането" на неактивните злокачествени клетки не е спонтанен процес. Сигналът се подава от възпалената тъкан, обграждаща клетките. Една от причините за това възпаление е блеомицинът, който е често използвано химиотерапевтично лекарство, което може да образува белези и да удебелява белодробната тъкан. "Възпалението събужда спящите ракови клетки. След като се събудят, те започват да се размножават отново, пораждайки нови животозастрашаващи тумори в тялото", обяснява Уайнбърг.

Експериментът с мишки

За да разберат какво провокира "спящите" ракови клетки да излязат от неактивното си състояние след месеци или години, изследователите инжектират човешки клетки от рак на гърдата в мишки. Клетките са модифицирани, за да произвеждат флуоресцентен протеин, който дава възможност на учените да проследят поведението им в тялото. След това екипът съсредоточава вниманието си върху злокачествените клетки, които са проникнали в белодробната тъкан. Чрез изследването им за специфичните протеини Ki67, ITGB4 и p63, които служат като маркери за клетъчна активност и състояние, учените успяват да установят, че тези клетки са в неделящо се, латентно състояние.

Един от виновниците - блеомицин

Предишни изследвания на екипа на Уайнбърг показват, че възпалението в органната тъкан може да предизвика повторен растеж на "спящи" ракови клетки на гърдата. В последното си проучвате учените разбират, че белодробното възпаление от блеомицин е достатъчно, за да провокира растежа на големи колонии от рак на белия дроб при третираните мишки и да измени характера на тези някога неактивни клетки към такива, които са по-агресивни и подвижни.

Макрофагите, двигатели на процеса

Съсредоточавайки се върху туморната микросреда, изследователите идентифицират вид имунни клетки - М2 макрофаги, които служат като двигател на този процес. Те освобождават молекули, наречени лиганди на рецептора на епидермалния растежен фактор (EGFR). Тези молекули се свързват с рецептори на повърхността на "спящите" злокачествени клетки. Това задейства каскада от сигнали, които стимулират латентните клетки да започнат да се размножават бързо.

Но EGFR сигнализацията е само първоначалната искра, която провокира процеса. "Открихме, че след като спящите ракови клетки се събудят, те запазват това, което наричаме "пробуждаща памет". Те вече не се нуждаят от постоянни възпалителни сигнали от микросредата, за да останат активни [да растат и да се размножават] - те помнят пробуденото състояние", обяснява Джанг.

Как става образуването на метастази

Учените все още не са разкрили всичко за метастазите, но едно е ясно - раковите клетки трябва да преминат дълъг и труден път, докато достигнат тази фаза. Първият етап е да се отделят от съседите си в рамките на оригиналния тумор.

В повечето случаи клетките се прилепват една към друга, използвайки повърхностни протеини, които работят на принципа на молекулярно "велкро". Но някои злокачествени клетки могат да придобият генетични промени, които нарушават производството на тези протеини и ги превръщат в по-инвазивни и мобилни. Това им позволява да се отделят от първоначалния тумор. След това те могат да проникнат в лимфните канали и кръвоносните съдове, които служат като техни пътища към отдалечените органи.

Докато повечето ракови клетки умират в даден момент по време на това пътуване, някои успяват да оцелеят. Те напускат кръвния поток и проникват в различни тъкани - бели дробове, кости, черен дроб и дори в мозъка, за да дадат началото на нови, често по-агресивни, тумори. "Почти 90% от смъртните случаи, свързани с рак, не се дължат на първоначалния тумор, а когато раковите клетки се разпространят в други части на тялото", коментира Уайнбърг. Затова е от огромно значение за изследователите да разберат как "спящите" ракови клетки могат да станат отново активни и да започнат да растат.

Бъдещи усилия за идентифициране на други причинители

Създаването на нова тъкан е свързано с промени в околната среда, към която туморните клетки може да не са добре пригодени. Те се сблъскват с постоянни заплахи, в това число откриване и атака от страна на имунната система. За да оцелеят, често раковите клетки изпадат в състояние на латентност, по време на което спират деленето и растежът. Това положение ги прави и устойчиви на конвенционалните методи за лечение на злокачественото заболяване, които в повечето случаи са насочени към бързоделящи се клетки.

Независимо, че сигналите, свързани с възпалението, са нужни за "пробуждането" на неактивните ракови клетки, за изследователите не е ясно точно колко сигнализация е необходима. Затруднява ги наличието на множество сигнали, които провокират промяната на състоянието на тези клетки. Екипът вече е установил един ключов причинител, но разбирането на пълния набор от сигнали и как всеки от тях допринася е далеч по-сложно и по него продължава да се работи.

Изучаването на основните промени в живота на раковите клетки ще задълбочи научното разбиране за метастазите и ще доведе до по-ефективно лечение на пациенти с метастатичен рак, както се надяват изследователите от лаборатория "Уайнбърг".