Обычно мы думаем о раке как об анархии, о толпе неуправляемых клеток, несущейся по всему телу. Педро Левенштейн, Себастьен Мотч и его коллеги из Мичиганского и Аризонского университетов считают, что рак высокоорганизован – самоорганизован. При раке мозга исследователи из Мичигана и Аризоны сообщают, что клетки глиомы создают опухоли, самоорганизуясь в потоки шириной 10-20 клеток, которые подчиняются математически предсказанной схеме для автономных агентов, движущихся вместе. Эти потоки тянутся по более медленным глиомам, могут блокировать проникновение иммунных клеток и вращаться вокруг центральной оси, содержащей стволовые клетки глиомы, которые питают рост опухоли. Исследователи представят свою новую работу по самоорганизации опухолей в понедельник, 14 декабря, на Ежегодном собрании Американского общества клеточной биологии 2015 г. в Сан-Диего, Калифорния.
Левенштейн и Мотч составили эту динамическую картину самоорганизации глиомы, построив и сравнив две модельные системы: биологическую и математическую. Система живой модели была построена in vivo с использованием клеток глиомы мыши и человека, генетически адаптированных для экспрессии смертоносного пакета генов, которые, как известно, стимулируют развитие и прогрессирование опухолей головного мозга. Наблюдаемое движение, распределение и инвазивный характер образующихся потоков эллиптических клеток глиомы были предсказаны их математической моделью, сообщают они. Предполагая, что клетки глиомы являются независимыми агентами, математическая модель учитывала динамику адгезии и отталкивания между опухолевыми клетками. Результаты показали безошибочные признаки неслучайной самоорганизации опухолей головного мозга, говорят Ловенштейн и Мотч.
Наиболее поразительно то, что наличие самоорганизующихся структур не было связано с какой-либо конкретной мутацией рака. Эти завитки кружились вокруг ядер стволовых клеток глиомы, которые Ловенштейн и Мотч описывают как возможные центры зарождения опухолей головного мозга. Модель in vivo также продуцировала клетки глиомы, организованные в виде отдельных сфер, в том числе те, которые выскользнули из опухоли и дрейфовали в спинномозговой жидкости, окружающей желудочки мозга, и могут опосредовать распространение опухоли по всему мозгу.
Вся эта очевидная самоорганизация открывает захватывающее новое понимание рака мозга, говорят Ловенштейн и Мотч, и делает нарушение самоорганизации опухоли новой целью для лечения рака мозга.