Новые данные о метастазировании опухолей

22.11.201117800
Приблизительно 90% случаев смертности от онкологических заболеваний обусловлено метастазированием опухолей, то есть распространением раковых клеток из первичного очага в другие органы и ткани организма. Злокачественные клетки приобретают способность к миграции и покидают первичную опухолевую ткань при помощи клеток из их микроокружения, например, клеток иммунной системы и клеток, формирующих соединительную ткань. Известно, что в процессе метастазирования также участвуют форменные элементы крови – тромбоциты, основной функцией которых является обеспечение свертывания крови, однако точная роль тромбоцитов в метастазировании опухолей до сих пор была не известна.

Исследовательская группа из Института Интегративных Исследований Рака Дэвида К. Коха (David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research) при Массачусетском Технологическом Институте (Massachusetts Institute of Technology) (США) под руководством профессора Ричарда Хайнса (Richard Hynes) установила, что тромбоциты вырабатывают химические соединения, повышающие инвазивную и миграционную способность раковых клеток, что позволяет им проникать и размножаться в других участках организма. Результаты исследования, опубликованные в журнале Cancer Cell, помогут разработать лекарственные препараты, направленные на предотвращение метастазирования опухолей в организме больного в случае их диагностирования до образования метастазов.

Многие годы специалисты в области клеточной биологии считали, что тромбоциты способствуют образованию метастазов путем формирования агрегатов злокачественных клеток, облегчающих их распространение по кровеносной системе больного. По мнению других ученых, тромбоциты выполняют более активную роль в метастазировании, поскольку в этих клетках отмечено высокое содержание различных факторов роста и цитокинов, способных стимулировать канцерогенез.

Чтобы раковые клетки могли метастазировать, им необходимо претерпеть процесс, называемый эпителиально-мезенхимальной транзицией (ЭМТ). Во время такой трансформации злокачественные клетки теряют способность к адгезии и начинают мигрировать из своего первоначального месторасположения.

Одна из участниц исследования Мириам Лабелль (Myriam Labelle) выяснила, что в условиях in vitro раковые клетки при контакте с тромбоцитами претерпевают ЭМТ. Генетический анализ метастазирующих клеток выявил повышенную активность генов, активируемых трансформирующим фактором роста бета (transforming growth factor beta, TGF-beta). Ранее уже было установлено, что TGF-beta способствует ЭМТ раковых клеток. Результаты последующих экспериментов, проведенных Лабелль, показали, что понижение синтеза TGF-beta тромбоцитами ингибирует метастазирование опухоли в условиях in vivo.

«То, что тромбоциты являются самым богатым источником TGF-beta в организме человека, было показано уже более 30 лет назад, однако только сейчас продемонстрирована важная роль этих клеток в метастазировании опухолей», - говорит Джоан Массаг (Joan Massagué), председатель программы биологии и генетики рака в Институте Слоун-Кеттеринг (Sloan-Kettering Institute, США).

Сложное взаимодействие

Результаты последующих экспериментов ученых показали, что трансформация злокачественных клеток в метастазирующие происходит не только под воздействием TGF-beta. Ученые предположили, что для этого превращения необходимо дополнительное воздействие сигнальных молекул, вырабатываемых тромбоцитами.

«Помимо TGF-beta, тромбоциты синтезируют большое количество других химических веществ, например, факторы роста, - объясняет профессор Хайнс, - Однако самостоятельно ни одно из этих химических веществ не может вызвать метастазирование опухолей». Результаты исследований Лабелль показали, что для превращения раковых клеток в метастазирующие необходим физический контакт злокачественных клеток с тромбоцитами.

В частности, взаимодействие тромбоцитов с раковыми клетками каким-то образом приводит к активации сигнального пути [url=http://ru.wikipedia.org/wiki/NF-κB]транскрипционного фактора NF-κB[/url] (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells, NF-kappa-b), регулирующего иммунный ответ организма при проникновении инфекционных агентов. Для инициации ЭМТ необходимо активировать оба сигнальных пути: и NF-kappa-b, и TGF-beta.

Таким образом, клетки первичной опухоли получают сигнал от тромбоцитов, способствующий повышению их миграционной способности. Хайнс и Лабелль предполагают, что в момент поступления метастазирующих клеток в кровоток они получают дополнительный импульс от тромбоцитов, облегчающий проникновение раковых клеток из кровеносных сосудов в ту область организма, где будет располагаться вторичная опухоль.

У ученых есть основания полагать, что в процессе метастазирования опухолей также участвуют лейкоциты. Сейчас Лабелль проводит эксперименты с целью уточнения роли этих клеток в формировании метастазов и выяснения механизма взаимодействия между лейкоцитами и тромбоцитами во время метастазирования. Кроме того, Лабелль изучает механизм активации сигнального пути NF-kappa-b в раковых клетках.

Более подробная информация о сигналах, инициирующих метастазирование опухолей, поможет ученым разработать лекарственные препараты, препятствующие образованию метастазов. Описанный подход будет эффективен для предотвращения метастазирования первичных опухолей, однако он не поможет больным с уже образовавшимися метастазами.

По материалам Massachusetts Institute of Technology

Оригинальная статья:
Myriam Labelle, Shahinoor Begum, Richard O. Hynes. Direct Signaling between Platelets and Cancer Cells Induces an Epithelial-Mesenchymal-Like Transition and Promotes Metastasis. Cancer Cell, Volume 20, Issue 5, 576-590, 15 November 2011 DOI: 10.1016/j.ccr.2011.09.009

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей