Метастазы образуются раковыми клетками, которые отрываются от первичной опухоли. Исследовательская группа Базельского университета определила, что причиной этого процесса является недостаток кислорода. Результаты показывают важную взаимосвязь между поступлением кислорода в опухоли и образованием метастазов. Это исследование может открыть новые стратегии лечения рака.
Шансы на выздоровление значительно ухудшаются при метастазировании опухоли. Предыдущие исследования показали, что метастазы образуются скоплениями раковых клеток, которые отделяются от первичной опухоли и мигрируют в новые ткани через кровоток. Однако до сих пор мало что было известно о том, почему эти скопления циркулирующих опухолевых клеток (ЦКО) вообще покидают опухоль.
Недостаток кислорода приводит к большему количеству метастазов
Исследовательская группа профессора Никола Ачето на кафедре биомедицины Базельского университета теперь показала, что недостаток кислорода ответственен за отделение кластеров ЦОК от опухоли. Это важная отправная точка для разработки новых методов лечения рака.
В основу экспериментов легла модель рака груди на мышах: исследователи проанализировали снабжение кислородом внутри этих опухолей, которые эквивалентны раковой ткани человека, отделение ЦОК и их молекулярные и клеточно-биологические свойства.
Оказалось, что разные области опухоли снабжаются кислородом разного уровня: раковые клетки с недостатком кислорода были обнаружены там, где опухоль имела сравнительно меньше кровеносных сосудов – в центре опухоли, а также в четко определенных периферических областях. Затем исследовательская группа исследовала кластеры ЦОК, которые отделились от этих опухолей, и обнаружила, что они также страдали от недостатка кислорода. Это привело к выводу, что клетки покидают опухоль, если не получают достаточно кислорода. "Как будто слишком много людей собрались вместе в небольшом пространстве. Некоторые выйдут на улицу, чтобы подышать свежим воздухом," говорит Ацето.
Дальнейшие эксперименты показали, что эти кластеры СТС с недостатком кислорода особенно опасны: по сравнению с кластерами с нормальным содержанием кислорода они быстрее образуют метастазы и сокращают время выживания мышей. "Если опухоли не хватает кислорода, эти кластеры ЦОК, которые имеют особенно высокий потенциал развития метастазов, оторвутся," говорит Ацето.
Стимуляция образования кровеносных сосудов как метод лечения
Это понимание побудило исследователей внимательнее взглянуть на эффект так называемого проангиогенного лечения: они стимулировали образование кровеносных сосудов, тем самым увеличивая приток кислорода к опухолевым клеткам. Как и ожидалось, количество разделяющих кластеров СТС уменьшилось, у мышей образовалось меньше метастазов, и они жили дольше, но в то же время первичная опухоль значительно увеличилась в размерах.
"Это провокационный результат," говорит Ацето. "Если мы дадим опухоли достаточно кислорода, у раковых клеток не будет причин покидать опухоль и метастазировать. С другой стороны, это ускоряет рост первичной опухоли."
Следующая задача – перенести эти результаты в клиническую среду, где характеристики опухолей варьируются от пациента к пациенту: "Но мы предполагаем, что вещества, улучшающие снабжение опухоли кислородом, могут ингибировать образование метастазов при раке груди, отдельно или в сочетании с другими агентами."
Исследование опубликовано в Cell Reports.