Метастаз, процесс, который позволяет некоторым раковым клеткам прерываться от их опухоли происхождения и пускать корни в различной ткани, является наиболее распространенной причиной, люди умирают от рака. Метастатические опухоли головного мозга в десять раз более распространены, чем первичные мозговые раковые образования.
Все же большинство опухолевых клеток умирает, прежде чем они смогут пустить корни в мозгу, который лучше защищен, чем большинство органов против колонизации, распространив опухолевые клетки. Чтобы отобрать в мозгу, раковая клетка должна сместить от ее опухоли происхождения, войти в кровоток, и крест плотно заткнул кровеносные сосуды, названные гематоэнцефалическим барьером.
До сих пор мало исследования было проведено в то, как метастатические опухоли головного мозга развиваются, но предыдущие эксперименты на мышах, что изображенные метастатические клетки рака молочной железы со временем показывали клетки тех раковых клеток, которые действительно добираются до мозга, меньше чем каждое 1000-е, выживают.«Мы не знали, почему столь многие из этих клеток умирают», говорит Джоан Массагу, доктор философии, директор Слоана Институт Кеттеринга и ведущий автор исследования. «Что убивает их? И как случайные клетки выживают в этом уязвимом государстве – иногда скрывающийся в мозгу в течение многих лет – чтобы в конечном счете породить новые опухоли?
Что поддерживает эти редкие клетки и где они скрываются?»В исследовании Клетки, докторе Массагу, с Товарищем Мануэлем Вэлинтом, доктор философии и другие члены команды, нашли, что в моделях мыши груди и рака легких – два типа опухоли, которые часто распространяются к мозгу – много раковых клеток, которые входят в мозг, убиты астроцитами. Эти клетки убийцы, наиболее распространенный тип клетки головного мозга, прячут белок под названием лиганд Фаса.
Когда раковые клетки сталкиваются с этим белком, они вызваны, чтобы самоликвидироваться. Исключительные раковые клетки, которые избегают астроцитов, делают так, производя белок под названием Serpin, который действует как своего рода противоядие к смертельным сигналам, запущенным в них соседними астроцитами.После отображения вызывающие метастатические клетки в мозгах мышей исследователи заметили, что клетки, которые смогли выжить, выросли сверху кровеносных капилляров, каждая клетка, придерживающаяся тесно ее судна «как медведь панды, обняв ствол дерева», говорит доктор Массагу.
Они нашли, что опухолевые клетки производят белок, который действует как Застежка на липучке, чтобы приложить клетки к внешней стенке кровеносного сосуда.«Это объятие явно важно», объясняет доктор Массагу. «Если опухолевая клетка отделяет от ее судна, она убита соседними астроцитами.
Оставаясь, это кормят и защитило и может в конечном счете начать делиться, чтобы сформировать ножны вокруг судна».Под микроскопом исследователи наблюдали, что эти ножны раковых клеток вокруг кровеносных капилляров превратились в крошечные шары, которые в конечном счете стали опухолями. «Как только Вы видели его, Вы никогда не можете забывать это изображение», говорит доктор Массагу.
Факторы выживания опухолевой клетки, раскрытые этим исследованием, могли бы однажды быть предназначены с наркотиками, чтобы далее уменьшить риск людей метастаза. Доктор Массагу особенно интересуется способностью опухолевых клеток обнять кровеносные сосуды, поскольку он подозревает, что это поведение может быть важно для выживания метастатических раковых клеток не только в мозгу, но также и в других частях тела, где метастатический рост опухоли может произойти.
«Большинство больных раком на самом деле подвергается риску распространять свою опухоль на многократные места», отмечает доктор Массагу. Например, рак молочной железы может метастазировать в кости, легкие и печень, а также в мозг. «На что мы можем смотреть», добавляет он, «будущий способ предотвратить метастаз ко многим органам одновременно» использование наркотиков, которые делают опухолевые клетки отпущенными кровеносных сосудов, за которые они цепляются.