Novo istraživanje Memorial Sloan Kettering pruža svjež uvid u biološke mehanizme koje pojedinačne ćelije raka koriste da metastaziraju u mozgu. Objavljeno u izdanju Cell od 27. februara, studija je otkrila da ćelije tumora koje stignu do mozga - i uspješno izrastu u nove tumore - grle kapilare i izražavaju specifične proteine koji pobjeđuju prirodnu odbranu mozga od metastatske invazije.
Metastaze, proces koji omogućava nekim ćelijama raka da se odvoje od tumora svog porijekla i ukorijene se u drugom tkivu, najčešći je razlog zbog kojeg ljudi umiru od raka. Metastatski tumori mozga su deset puta češći od primarnih karcinoma mozga.
Ipak, većina tumorskih ćelija umire prije nego što se ukorijene u mozgu, koji je bolje zaštićen od većine organa od kolonizacije cirkulirajućim tumorskim stanicama. Da bi se zasijala u mozgu, ćelija raka mora se izmestiti iz svog tumora porekla, ući u krvotok i proći gusto zbijene krvne sudove zvane krvno-moždana barijera. Do sada je bilo malo istraživanja o tome kako se razvijaju metastatski tumori na mozgu, ali prethodni eksperimenti na mišu koji su snimali metastatske ćelije raka dojke tokom vremena su pokazali da od onih ćelija raka koje ipak dođu do mozga, manje od jedne od 1000 preživi.
"Nismo znali zašto toliko mnogo ovih ćelija umire", kaže dr Joan Massagué, direktorica Instituta Sloan Kettering i viši autor studije. "Šta ih ubija? I kako povremene ćelije prežive u ovom ranjivom stanju - ponekad se skrivaju u mozgu godinama - da bi na kraju stvorile nove tumore? Šta ove rijetke ćelije održava u životu i gdje se kriju?"
U studiji Cell, dr. Massagué, sa kolegom Manuelom Valienteom, doktorom nauka, i drugim članovima tima, otkrio je da su na mišjim modelima raka dojke i pluća - dva tipa tumora koji se često šire na mozak - mnoge ćelije raka koji ulaze u mozak ubijaju astrociti. Ove ćelije ubice, najčešći tip moždanih ćelija, luče protein koji se zove Fas ligand.
Kada ćelije raka naiđu na ovaj protein, pokreću se da se samounište. Izuzetne ćelije raka koje pobjegnu iz astrocita čine to tako što proizvode protein zvan Serpin, koji djeluje kao neka vrsta protuotrova za signale smrti koje na njih ispaljuju obližnji astrociti.
Nakon snimanja prkosnih metastatskih ćelija u mozgu miševa, istraživači su primijetili da su ćelije koje su mogle preživjeti rasle na vrhovima krvnih kapilara, pri čemu se svaka ćelija čvrsto drži za svoj sud "poput medvjeda pande koji grli deblo drveta, “kaže dr. Massagué. Otkrili su da ćelije tumora proizvode protein koji djeluje poput čičak trake za pričvršćivanje stanica na vanjski zid krvnog suda.
"Ovo grljenje je očigledno neophodno", objašnjava dr. Massagué. "Ako se tumorska ćelija odvoji od svoje žile, ubijaju je obližnji astrociti. Ostajući na njoj, ona se hrani i štiti i može na kraju početi da se dijeli kako bi formirala ovojnicu oko posude."
Pod mikroskopom, istraživači su posmatrali ove ovojnice ćelija raka oko krvnih kapilara kako rastu u male kuglice, koje su na kraju postale tumori. "Jednom kada je vidite, nikada ne možete zaboraviti ovu sliku", kaže dr. Massagué.
Faktori preživljavanja tumorskih ćelija otkriveni ovom studijom mogli bi jednog dana biti ciljani lijekovima kako bi se dodatno smanjio rizik od metastaza kod ljudi. Dr. Massagué je posebno zainteresiran za sposobnost tumorskih stanica da grle krvne žile, jer sumnja da bi ovo ponašanje moglo biti od suštinskog značaja za preživljavanje metastatskih ćelija raka ne samo u mozgu, već iu drugim dijelovima tijela gdje može rasti metastatski tumor. pojaviti.
"Većina pacijenata oboljelih od raka zapravo je u opasnosti od širenja tumora na više mjesta", napominje dr. Massagué. Na primjer, karcinom dojke može metastazirati na kosti, pluća i jetru, kao i na mozak. "Ono u šta možda gledamo," dodaje on, "je budući način da se spriječi metastaza na mnoge organe istovremeno" korištenjem lijekova koji tjeraju tumorske ćelije da puste krvne žile za koje se drže.
