Jak uwięzić pierwotny guz?

Posługując się urządzeniem mikrostrumieniowym, prof. Roger Kamm, William Polacheck i Joseph Charest z MIT-u wykazali, że kierunek przepływu płynów przez tkanki określa prawdopodobieństwo rozprzestrzeniania się nowotworu. Wiedząc to, w przyszłości lekarze będą mogli i zmniejszyć ryzyko powstawania przerzutów.

Naukowcy chwalą się, że niemal tak samo ważny, jak ich odkrycia jest stworzony na potrzeby eksperymentu trójwymiarowy system mikrostrumieniowy. Podczas gdy wcześniejsze badania bazowały na wizualizowaniu pojedynczych komórek w sztucznym środowisku pozakomórkowym, urządzenie zespołu z MIT-u pozwala stwierdzić, jak komórki oddziałują z tkanką, która naśladuje naturalną tkankę piersi.

Na rynku nie ma obecnie ani jednego leku, który działałby w oparciu o to, jak komórki nowotworowe odrywają się od pierwotnego guza, dostają się do układu krążenia, migrują i tworzą wtórny guz. Takie właśnie procesy możemy symulować w naszym systemie mikrostrumieniowym – podkreśla Kamm.

Zaczynając badania, Amerykanie wiedzieli, że wskutek ciągłego wzrostu guz prowadzi do wytworzenia wysokiego ciśnienia cieczy w otaczających tkankach. To z kolei skutkuje odpływem cieczy z samego guza. Melody Swartz, która kiedyś współpracowała z Kammem, a później przeniosła się do École Polytechnique Fédérale de Lausanne, odkryła, że wskutek tego odpływu ligandy wydzielane przez guz wybiórczo wiążą się z receptorami w części komórki znajdującej się przy głównym nurcie. Dochodzi do wytworzenia asymetrii, co ostatecznie sprawia, że komórki zaczynają migrować z nurtem. Gdyby na tym wszystko się kończyło, perspektywy byłyby niezbyt zachęcające. Oznaczałoby to bowiem, że komórki nowotworowe szybko dostaną się do układu krążenia. Polacheck i Kamm zauważyli jednak, że zjawiska zaobserwowane przez Swartz to tylko jedna strona medalu.

Ich urządzenie składa się dwóch kanałów, oddzielonych od siebie warstwą żelu z pojedynczymi komórkami, czyli macierzą, w której zachodzi przepływ cieczy. Podczas eksperymentów z komórkami raka sutka zespół zauważył, że komórki nowotworowe poruszają się pod prąd. Na początku zaczęto kwestionować spostrzeżenia Swartz, ale później okazało się, że w grę wchodzą dwa konkurujące ze sobą mechanizmy. Jednym z nich jest autologiczna chemotaksja dodatnia, która zachodzi przy niskim zagęszczeniu komórek lub pod wpływem aktywacji receptora CCR7 (receptora chemokin z podrodziny C-C typu 7.). Chemotaksja prowadzi do migracji z prądem, gdyż stężenie ligandów jest wyższe po stronie komórki przy głównym nurcie. Drugi mechanizm działa przy dużym zagęszczeniu komórek, np. wokół rosnącego guza, albo wtedy, gdy receptor CCR7 jest zablokowany. Włącza się on, kiedy płyn przepływający obok komórki aktywuje receptory integrynowe. Wskutek tego rozpoczyna się migracja pod prąd.

Firmy farmaceutyczne mogą wykorzystać te informacje, by skupić się na stworzeniu leków blokujących receptory CCR7, co zapobiegłoby migracji w stronę układu krwionośnego i prowadziłoby do uwięzienia guza.

guz pierwotny wtórny przerzuty przepływ ciecz płyn ciśnienie receptor CCR7 integryny Roger Kamm