Как притокът на кръв помага на рака да се разпространи
Метастазирането е разпространението на рака в други части на тялото и основната причина болестта да е толкова сериозна. Сега, чисто ново изследване разкрива, че притока на кръв е ключов фактор в този процес.
В статия, която сега е публикувана в списанието Развиваща клетка, учените - които са от Националния институт по здравеопазване и медицински изследвания във Франция - описват своите тестове върху зебра и хора.
Експериментите потвърдиха, че притока на кръв влияе на местата, в които мигриращите ракови клетки „спират“ вътре в кръвоносните съдове.
Те също така подробно описват как тези ракови клетки излизат през стените на кръвоносните съдове и създават вторични туморни места.
„Дългогодишна идея в тази област“, обяснява старшият автор на изследването д-р Jacky G. Goetz, ръководител на лабораторията в Университета в Страсбург във Франция - където беше проведено изследването - „е, че арестът се задейства при циркулация на туморни клетки завършват в капиляри с много малък диаметър, просто поради ограниченията в размера. "
Въпреки това, както обяснява д-р Гьотц, техните открития показват, че „физическото ограничение“ не е единственият двигател на метастазирането, тъй като „притокът на кръв оказва силно влияние върху това да позволи на туморните клетки да установят адхезия със съдовата стена“.
Метастази и основните му стъпки
Метастазирането е процес, чрез който туморните клетки се отклоняват и мигрират от своите първични места и пътуват през лимфната система или кръвния поток, за да установят вторични или метастатични тумори в отдалечени части на тялото.
Метастазите са водеща причина за смърт от рак и „от първостепенно значение при прогнозата на пациенти с рак“.
Това е сложен процес и протича като последователност от стъпки, всяка от които трябва да бъде завършена, за да процъфти вторичният тумор. Поредицата от стъпки, известна като „метастатичната каскада“, протича по следния начин:
- нахлуване в близката здрава тъкан
- пресичане на стените на съседни кръвоносни съдове и лимфни възли
- пътуване през кръвообращението или лимфната система до отдалечени части на тялото
- арестуване в отдалечени, малки кръвоносни съдове или капиляри, нахлуване в стените им и преминаване в околната здрава тъкан
- засяване на жизнеспособен мъничък тумор в здравата тъкан
- генериране на специално кръвоснабдяване чрез отглеждане на нови кръвоносни съдове за захранване на новия тумор
Новото проучване се отнася до четвъртата стъпка, при която циркулиращите туморни клетки се арестуват в капиляр и преминават през техния ендотел или бариерата от клетки, които облицоват съдовите стени, в околната тъкан.
Изследването изследва „механични сигнали“ в кръвта
В своето изследване авторите обясняват, че „много малко се знае за това как [циркулиращите туморни клетки] арестуват и се придържат към ендотела на малките капиляри и напускат кръвния поток, пресичайки съдовата стена.“
Област, която е особено неясна, добавят те, е „ролята, която играят механичните сигнали, срещани в кръвта“ по време на тази стъпка.
За своето проучване учените разработиха „оригинален експериментален подход“, при който те маркираха и проследяваха циркулиращите туморни клетки, докато пътуваха през кръвоносни съдове в ембриони от риба зебра. Моделът също им позволява да варират и да измерват притока на кръв в съдовете.
Резултатите показаха, че местата в кръвоносните съдове, в които циркулиращите туморни клетки спират да пътуват, са тясно свързани със скоростта на потока.
Авторите отбелязват, че „стойността на праговата скорост за ефективно сцепление [...] варира от 400 до 600 [микрометра в секунда].“
‘Ендотелни клетки, извити около туморни клетки’
Екипът също така установи, че притокът на кръв е от съществено значение за „екстравазацията“, процесът, чрез който туморните клетки излизат от кръвоносните съдове.
Това беше очевидно при изобразяването на timelapse, което показваше, че ендотелните клетки се "извиват" около арестуваните туморни клетки в кръвоносните съдове на ембрионите на зебра.
„Кръвният поток на тази стъпка е от съществено значение. Без протичане не се извършва ендотелно ремоделиране. Нуждаете се от известно количество поток, за да поддържате ендотела активен, за да може да се ремоделира около туморната клетка. "
Д-р Jacky G. Goetz
Изследователите стигнали до същите резултати, когато наблюдавали напредъка на мозъчните метастази при мишки.
За този експеримент те използваха образна техника, наречена интравитална корелативна микроскопия, която комбинира модели на живи клетки с електронна микроскопия, така че динамиката да може да се наблюдава при живо животно.
Потокът контролира мястото, появата на втори тумор
И накрая, екипът потвърди констатациите чрез наблюдение на вторични тумори в мозъка на 100 човешки пациенти, чиито първични тумори бяха в различни части на тялото.
Както при модела на зебра, те използваха образна техника за картографиране на местоположенията на вторичните тумори.
Когато обединяват картата на мозъчните метастази с карта на кръвния поток на здрав контролен пациент, изследователите установяват, че тя съвпада с това, което са открили в модела на зебра, потвърждавайки, че вторичните тумори предпочитат да растат в области, където притока на кръв е в определен диапазон .
Авторите заключават, че техните открития разкриват, че притокът на кръв контролира не само местоположението, но и началото на „метастатичен израстък“.
Сега те искат да проучат начини за блокиране на ремоделирането на ендотел около циркулиращата туморна клетка като начин да се наруши излизането й в околната тъкан. Подобно постижение би могло да попречи на метастазите да завършат стъпките, необходими за успешния растеж на вторичен тумор.
