Метастатические клетки рака молочной железы злоупотребляют макрофагами, одним из видов иммунных клеток, чтобы способствовать расселению раковых метастазов в легких. Перепрограммированные макрофаги стимулируют клетки кровеносных сосудов выделять коктейль из способствующих метастазированию белков, которые являются частью так называемой метастатической ниши. Это было продемонстрировано учеными из Немецкого онкологического исследовательского центра и Института стволовых клеток HI-STEM на мышах, которым были пересажены клетки рака молочной железы человека.
Рак распространяется внутри организма по мере того, как отдельные клетки отделяются от первичной опухоли и перемещаются в отдаленные области тела через кровоток или лимфатическую систему. Прежде чем они смогут вырасти в метастаз на вторичном участке, они должны общаться со своей новой средой посредством различных молекулярных взаимодействий.
«Чтобы поселиться в этой новой, враждебной среде, раковые клетки разрушают микроокружение, чтобы поддержать свой рост, — говорит Фордур Оскарссон из Немецкого онкологического исследовательского центра (DKFZ) и института стволовых клеток HI-STEM. — Исследователи называют это опухолевыми клетками создание «метастатической ниши».
Кровеносные сосуды играют совершенно особую роль в метастазировании. Отслоившиеся опухолевые клетки предпочитают оставаться в непосредственной близости от них. В частности, взаимодействие раковых клеток с эндотелиальными клетками, выстилающими внутреннюю часть сосудов, имеет решающее значение для метастазирования, как уже показали многие исследования. Однако детали этого молекулярного обмена до сих пор в значительной степени неизвестны.
Команда под руководством Оскарссона исследовала эти взаимодействия во время метастатической колонизации легких клетками рака молочной железы у мышей. Исследователи впервые заметили, что четыре гена в эндотелиальных клетках легких показали особенно сильное увеличение активности через три недели после начала метастазирования. Важно отметить, что высокая экспрессия этих четырех вновь выявленных нишевых факторов коррелирует как с сокращением безрецидивной выживаемости, так и с сокращением общей выживаемости больных раком молочной железы.
Но как раковые клетки заставляют эндотелий легких вырабатывать белковый коктейль, способствующий метастазированию? К удивлению ученых, раковые клетки не выполняют эту работу непосредственно сами, а вместо этого используют для этой цели тип клеток врожденной иммунной системы — макрофаги.
«Эти макрофаги, которые часто находятся в непосредственной близости от кровеносных сосудов легких, активируются тенасцином, внеклеточным матриксным белком, вырабатываемым клетками рака молочной железы, — объясняет Цунаки Хонгу, первый автор исследования. — После активации тенасцином макрофаги продуцируют различные факторы, которые индуцируют выработку стимулирующего рак белкового коктейля в эндотелиальных клетках. Устраняя макрофаги или их активность, используя специфические молекулярные агенты, исследователи могли бы показать, что эти клетки имеют решающее значение для производства белкового коктейля, способствующего метастазированию».
Сложность перекрестных помех между раковыми клетками, макрофагами и эндотелиальными клетками поразительна. Благодаря лучшему пониманию многочисленных белков и других факторов, участвующих в этих метастатических взаимодействиях, мы смогли определить множество отправных точек для новых стратегий борьбы с метастазированием рака молочной железы. Ученые уже разработали первоначальные терапевтические концепции для этого, которые теперь нам нужно проверить в дальнейших исследованиях.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Cancer.