Здоровые клетки помогли метастазам проникнуть в отдаленные органы

Как только рак образуется в одном месте, он может со временем распространиться. Как опухоли приобретают способность распространяться на разные органы, до конца не понятно. Ученые ЕС показали, что здоровые клетки сами по себе могут облегчить эту задачу. Их работа не только выявила ранее неизвестные механизмы межклеточной передачи сигналов, но и дала надежду на лечение метастазов в печени.

Подсчитано, что две из 10 000 раковых клеток, циркулирующих в опухоли, могут метастазировать в другие органы. Это похоже на то, как семена, принесенные ветром, прорастают вдали от материнского растения. И, как и семена, опухолевые клетки должны адаптироваться к новой почве, чтобы выжить и инициировать злокачественный процесс. 

Ученые используют аналогию семян и почвы, чтобы понять процесс метастазирования опухоли, уделяя больше внимания «семенам» и их способности улучшать здоровье «почвы». Способность самой «почвы» влиять на судьбу метастазов, допуская их рост или, наоборот, предотвращая их, остается во многом неясной. Это связано со сложностью изучения управляющих сигналов, которыми обмениваются между собой «почвенные» клетки. Исследователи из Чехии, Италии и Швейцарии использовали инновационные методы, чтобы восполнить этот пробел. В статье, опубликованной в журнале Nature, описывается, как здоровые клетки печени (гепатоциты) определяют, выживут ли семена рака.

Опухоли часто метастазируют в печень. Это касается практически всех видов рака. По-видимому, проникновение туда требует особых взаимодействий между злокачественными клетками и здоровой средой. Чтобы продемонстрировать это на мышах, ученые объединили методы генной инженерии и флуоресцентного окрашивания. Они перехватывали сигналы, посылаемые здоровыми клетками печени, тем самым моделируя различные условия, при которых раковые клетки развиваются в печени грызунов.

в качестве метки экспериментаторы использовали красный флуоресцентный белок mCherry, который имеет свойство метить клетки печени, если поблизости находятся «семена» опухоли. Оказывается, поверхностный белок плексин В2 клеток печени действует как «отмычка» к метастазам, помогая опухолевым клеткам адаптироваться к условиям печени.

В частности, когда плексин B2 связывается с четырьмя типами сигнальных белков, уникальных для поверхности раковых клеток, он запускает процесс роста вторичных опухолей. Этот механизм применим к клеткам колоректального рака, клеткам рака поджелудочной железы и меланоме.

Ученые включали и выключали экспрессию плексина B2 и ингибировали четыре типа сигнальных белков, тем самым блокируя обмен сигналами между клетками печени и раковыми клетками. При этом рост метастазов в печени мышей практически прекратился. 

Авторы нового исследования более внимательно рассмотрели механизмы взаимодействия здоровых клеток печени и раковых клеток и выявили роль различных регуляторов. Многие детали еще предстоит определить, но работа уже открывает путь к поиску методов лечения метастазов в печени. Кроме того, этот метод можно использовать для изучения распространения опухолей в другие органы, например, в легкие.