Метастазы при раке молочной железы и выявление механизма их распространения в мозг

А вы знали, что раковая опухоль, еще толком не «закрепившись» в тканях молочной железы, уже направляет свои клетки путешествовать по организму, подыскивая «жилье» для метастазов. Наверно каждого человека интересовал вопрос, как вообще начинается рак? Оказывается, если в каком-то органе происходит сбой, то определенные клетки начинают «сходить с ума» и активно делятся, формируя злокачественную опухоль, которая постоянно растет.

Если события развиваются неблагоприятно, опухоль в итоге начинает выпускать из себя странствующие клетки, которые подыскивают места для метастазов. Это может быть мозг, кости, печень, легкие. Ученые считают миграцию раковых клеток из очаговой опухоли – процессом «ленивым», так как клетки перемещаются по путям, которые требуют минимального расхода энергии.

• Поиск злокачественными клетками места образования метастазов
• Можно ли заблокировать прогрессирование опухоли, и каким образом рак может преодолеть гематоэнцефалический барьер?
• Рак и экзосомы
• Какие материалы и методы обследования применяются
• Какие получены результаты научного исследования
• Угон трансцитоза
• Что показали результаты исследований?

Поиск злокачественными клетками места образования метастазов

Исследования показали, что клетки выбирают самый простой способ поиска места для образования метастазов. Когда место найдено, клетки оседают и образовывают новые опухоли, получившие название вторичных. Опухоли, образовавшейся «с нуля», требуется время на развитие, и только после этого она начинает создавать метастазы. Но недавно ученые выяснили, что рак молочной железы коварен тем, что он способен метастазировать на самых ранних этапах своего формирования, когда как таковая опухоль еще не сформирована, а появился некий микроскопический «зародыш» рака.

Соединение раковых клеток в единый кластер

Когда у женщины обнаружили рак молочной железы в запущенной стадии, то, как правило, метастазы уже распространились в легкие, кости или головной мозг. Особую опасность вызывают метастазы в мозг, и после постановки диагноза многие женщины умирают в течение года.

Можно ли заблокировать прогрессирование опухоли, и каким образом рак может преодолеть гематоэнцефалический барьер?

Чтобы найти ответы на эти вопросы, научный сотрудник Бостонской детской больницы, автор исследования Голназ Морад углубленно исследовал экзосомы, которые также называются внеклеточные везикулы, и определил, какую роль они играют в распространении метастаз в мозг. С результатами исследования можно ознакомиться в научном журнале ACS Nano.

Рак и экзосомы

Говоря простым языком, экзосомы представляют собой маленькие пузырьки, которые выделяют клетки, содержащие в себе химические вещества для транспортировки в конкретное место. Недавно Морад и Моисей упомянули в обзорной статье, что экзосомы, в случае раковых клеток, обладают факторами, позволяющими создать более благоприятную среду, как для самой опухоли, так и для ее метастазов. У первичных опухолей есть способность выделять в кровеносную систему экзосомы, позволяя им двигаться в определенные органы и способствовать распространению злокачественного образования.

Исследователей беспокоил вопрос, как экзосомы могут попасть в мозг?

Давайте разберемся, что представляет собой гематоэнцефалический барьер? ГЭБ – это сложнейшая структура, в состав которой входит три типа клеток. Передвигающиеся по кровеносной системе экзосомы, первоначально встречаются с плотно соединенными эндотелиальными клетками мозга.

Второй слой клеток представлен перицитами, а третий – астроцитами. Между клетками есть перекрестные помехи, усиливающие защиту: перициты и астроциты отсылают сигнал эндотелиальным клеткам мозга, с целью затягивания барьера.

Какие материалы и методы обследования применяются

Исследователи изучали несколько моделей ГЭБ, куда входила in vitro микрофлюидные модели ГЭБ («ГЭБ на чипе»). Вдобавок, работа велась с живыми моделями мышей и рыбок данио, а также со статическими моделями in vitro. Чтобы собрать для своего исследования экзосомы, ученым понадобилось разработать специальные методы.

Какие получены результаты научного исследования

Со слов Голназа Морада, ученые установили механизм, с помощью которого экзосомы преодолевают гематоэнцефалический барьер и создают своеобразную «нишу», позволяющую клеткам рака молочной железы распространять метастазы в мозг.

Угон трансцитоза

Выяснив механизм распространения метастазов в мозг, исследователи рассчитывают найти терапевтические мишени, позволяющие помешать этому процессу. Ученые выявили, что для проникновения в мозг эксозомы, вместо того, чтобы протискиваться между клетками ГЭБ, заставляют эндотериальные клетки их захватывать.

Морад рассказал, что у экзосом есть способность манипулировать эндотериальными клетками для облегчения проникновения в мозг через ГЭБ. Экзосомы могут «угонять» пути, которые вовлечены в поглощение и сортировку молекул. Затем они изменяют регуляцию путей.

Что показали результаты исследований?

Ученые установили, что после преодоления экзосомами гематоэнцефалического барьера, они провоцируют астроциты отправлять сигналы в окружающую среду, которая становится более восприимчивой к разрастанию злокачественного образования. Посредством масс-спектрометрии и прочих методов была проведена инвентаризация этих сигналов, и ученые выявили некоторые из них, которые, как уже было известно, способны разрушать сеть белков, отвечающих за биохимическую и структурную поддержку клеткам мозга.

Экзосомы как инструмент транспортировки лекарств для подавления роста опухоли

Выяснив, что экзосомы являются непосредственными участниками в метастазировании рака молочной железы в мозг, исследователи не теряют надежду преобразовать ситуацию и найти экзосомам или их синтетическим аналогами более достойную работу. В планах ученых – использовать экзосомы для транспортировки противораковых препаратов, которые будут контактировать с метастазами.