Uneori, celulele canceroase se elibereaza de o tumoare si calatoresc intr-o alta parte a corpului. „Autostrazile” pe care le parcurg pentru aceasta calatorie sunt sistemul circulator al corpului si alte retele de transport care ajung in fiecare colt al corpului. Nu toate celulele supravietuiesc acestei calatorii, deoarece intalnesc forte mecanice puternice din cauza fluidului care curge si a altor celule prezente in canale.
Stresul mecanic generat de fortele fizice exercitate asupra acestor celule tumorale circulante poate activa cai celulare care duc la moartea lor. Cu toate acestea, un numar mic poseda abilitati unice care le permit sa se adapteze si sa prospere sub acest stres mecanic, sporindu-si sansele de supravietuire si conducand in cele din urma la noi tumori in alta parte a corpului – un fenomen cunoscut sub numele de metastaza.
Nu orice cancer evolueaza spre metastaza, dar atunci cand se intampla, este adesea o contributie semnificativa la decesele cauzate de cancer. In multe cazuri, cancerul pune viata in pericol atunci cand se raspandeste la organele vitale si interfereaza cu functiile lor normale. In acest stadiu, cancerul poate fi mai dificil de tratat, iar prognosticul poate fi mai putin favorabil.
Studierea caracteristicilor celulelor tumorale care pot supravietui acestor forte mecanice ne-ar putea ajuta sa intelegem biologia metastazelor si sa dezvoltam noi terapii pentru a le controla sau a le combate.
„Celulele tumorale circulante sunt rare in fluxul sanguin, ceea ce face dificila identificarea si studierea proprietatilor celulelor tumorale circulante”, a spus Kin Fong Lei, profesor la Departamentul de Inginerie Biomedicala de la Universitatea Chang Gung din Taiwan.
Deoarece izolarea si studierea acestor celule canceroase circulante din organism este o sarcina dificila, Lei si echipa sa au construit in schimb un model de laborator care imita fortele mecanice din fluxul sanguin pentru a identifica celulele tumorale supravietuitoare si pentru a intelege mai bine proprietatile care le permit sa supravietuiasca. si se propaga in alte organe. Rezultatele studiului lor au fost publicate in Advanced Biology .
„Prin intelegerea comportamentului si proprietatilor acestor celule supravietuitoare, pot fi dezvoltate noi strategii terapeutice si pot imbunatati rezultatele tratamentului cancerului”, a spus Lei.
Prinderea celulelor furtive, desi periculoase
Sistemul lui Lei si al echipei sale a fost construit folosind tuburi flexibile de siliciu si alt material elastic care permite schimbul de gaze si imita vasele corpului prin care era pompat lichidul reprezentand sange. Oamenii de stiinta au adaugat celule canceroase umane si, dupa ce au simulat o calatorie prin fluxul sanguin, au colectat celulele care supravietuisera calatoriei.
Pentru a intelege ce a facut aceste celule tumorale speciale, ei le-au analizat mai intai genele si au descoperit in mod surprinzator ca au un profil genetic similar cu cel al celulelor stem.
„ Rezultatele noastre au aratat ca celulele tumorale supravietuitoare au exprimat niveluri mai mari de expresie genica de auto-reinnoire si markeri de diferentiere”, a spus Lei, care se coreleaza cu proprietati asemanatoare celulelor stem.
Mai tarziu, echipa lui Lei a testat diferite proprietati functionale ale celulelor tumorale supravietuitoare. Ei au efectuat experimente in laborator pentru a masura diferite proprietati care se coreleaza cu capacitatile lor de a forma o tumoare secundara undeva in corp.
Dupa compararea cu celulele canceroase de control, echipa a observat ca celulele tumorale supravietuitoare aveau capacitati imbunatatite de migrare, formare de sferoide si formare de colonii. „Aceste caracteristici au indicat ca celulele tumorale supravietuitoare au un potential metastatic tumoral ridicat”, a spus Lei.
Vorbesc cu sistemul imunitar
Odata ce echipa a determinat ca celulele selectate au potentialul de a genera tumori secundare, au analizat interactiunea lor cu celulele din sistemul imunitar al organismului.
In mod normal, sistemul imunitar ar ataca si distruge celulele canceroase circulante inainte ca acestea sa poata coloniza un alt organ. Dar acest lucru nu pare sa se intample intotdeauna, iar Lei si echipa sa au vrut sa determine modul in care aceste celule ar putea evita detectarea.
Pentru aceasta, au crescut celulele canceroase de control si celulele canceroase supravietuitoare separat cu celule imunitare numite macrofage M1, care joaca un rol in apararea organismului impotriva infectiilor si in raspunsul inflamator.
Dupa cinci zile, Lei a descoperit ca celulele de control au fost ucise de aceste macrofage, in timp ce celulele tumorale supravietuitoare au avut capacitatea de a suprima functia macrofagelor M1, ceea ce implica faptul ca au capacitatea de a se sustrage supravegherii imune.
Directii viitoare pentru combaterea metastazelor
Cu descoperirile lor care indica legatura potentiala dintre aceste celule tumorale supravietuitoare si initierea metastazelor, echipa lui Lei este gata sa faca urmatorul pas crucial. „Planuim sa facem experimente pe animale pentru a confirma in continuare ca celulele supravietuitoare au un potential mare de metastazare tumorala”, a spus Lei.
Calitatile asemanatoare celulelor stem si abilitatile de evaziune imuna ale celulelor tumorale supravietuitoare ofera indicii valoroase, sugerand ca metoda dezvoltata de echipa lui Lei ar putea fi un instrument valoros pentru a obtine celule canceroase circulante intr-o cantitate suficienta pentru a studia biologia din spatele metastazelor in cancer. .
„Acest studiu pune bazele investigatiilor ulterioare si deschide porti catre interventii inovatoare care vizeaza combaterea metastazelor si imbunatatirea ingrijirii generale a pacientului”, a spus Lei.
