Здоровые клетки помогли метастазам проникнуть в отдаленные органы

Подсчитано, что две из 10 тысяч раковых клеток, циркулирующих в опухоли, могут дать метастазы в другие органы. Это похоже на то, как семена, разнесенные ветром, прорастают далеко от родительского растения. И, подобно семенам, опухолевые клетки тоже должны приспособиться к новым почвам, чтобы выжить и дать начало злокачественному отростку. 

Ученые используют аналогию с семенами и почвой, чтобы понять процесс метастазирования опухоли, обращая больше внимания на «семена» и их способность улучшать состояние «почвы». Возможности же самой «почвы» влиять на судьбу метастаз, позволяя им разрастаться или, наоборот, блокируя, остаются во многом неясными. Все из-за сложности изучения управляющих сигналов, которыми обмениваются клетки «почвы». Этот пробел восполнили исследователи из Чехии, Италии и Швейцарии с помощью инновационных методов. В статье, опубликованной в журнале Nature, описано, как здоровые клетки печени — гепатоциты — решают, выживут ли «семена» рака.

Опухоль часто дает метастазы именно в печень. Это касается практически всех типов рака. Очевидно, что для проникновения туда нужно особое взаимодействие между злокачественными клетками и здоровым окружением. Чтобы показать это in vivo на мышах, ученые объединили генно-инженерные технологии и методы флуоресцентного окрашивания. Они перехватывали сигналы, посланные здоровыми гепатоцитами, имитируя таким образом разные условия развития раковых клеток в печени грызунов.

В качестве метки экспериментаторы взяли красный флуоресцентный белок mCherry, который стремится пометить гепатоциты, если рядом есть «семена» опухоли. Выяснилось, что поверхностный белок клетки печени — плексин B2 — выступал как «мастер-ключ» для метастазов, помогая опухолевым клеткам адаптироваться к условиям в печени.

В частности, когда плексин B2 связывался со специфичными ему белками-семафоринами четвертого класса на поверхности раковой клетки, он запускал процесс роста вторичной опухоли. Механизм работал для клеток колоректального и поджелудочного рака, меланомы.

Ученые включали и выключали экспрессию плексина B2, угнетали семафорины четвертого класса, тем самым блокируя обмен сигналами между гепатоцитами и раковыми клетками. При этом рост метастазов в мышиной печени практически останавливался. 

Авторы нового исследования гораздо глубже проникли в механизм взаимодействия здоровых клеток печени и раковых, вскрыли роль разных регуляторов. Множество деталей еще предстоит выяснить, но уже сейчас эта работа открыла путь к поиску лечения метастазов в печени. Больше того, этот подход можно использовать для исследования распространения опухоли в других органах — к примеру, легких.