При метастазировании раковые клетки отделяются от исходной опухоли и укореняются в другой области тела, попадая в кровоток. Чтобы распространиться, метастатические клетки пересекают эндотелий – барьер из эндотелиальных клеток, выстилающий систему кровообращения, который контролирует прохождение материалов в кровоток и из него – поведение, которое не так легко достигается неметастатическими клетками.
В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, первый автор Ямиция Д. Коннор, MD, Ph.D., резидент отделения акушерства и гинекологии Медицинского центра Beth Israel Deaconess (BIDMC) и его коллеги обнаружили, что в отличие от неметастатических клеток, метастатические клетки молочной железы обладают способностью изменять форму, сглаживаясь, чтобы более эффективно проходить через эндотелий и попадать в грудную клетку. кровоток. Помимо демонстрации трансформации, команда разработала математическую модель, чтобы количественно проиллюстрировать это взаимодействие между метастатическими и эндотелиальными клетками, которые можно легко модифицировать для изучения аналогичных клеточных систем.
"Наши данные показывают, что метастатические клетки груди не только способны более эффективно находить кровеносные сосуды, но также могут изменять свою форму, чтобы облегчить проникновение в кровоток, что является критическим шагом в распространении рака," сказал Коннор. "Исследование демонстрирует, как математические модели могут быть объединены с биологическими системами для получения и количественной оценки важной информации о клеточной биологии и, возможно, тестирования мишеней для лекарств."
Используя ту же математическую модель, исследователи могут исследовать, ограничивается ли такое поведение раком груди или применимо к другим метастатическим заболеваниям. В отдельном исследовании команда Коннора изучает, могут ли раковые клетки яичников взаимодействовать с эндотелием так же, как и клетки рака груди.
"Эти результаты обеспечивают основу для изучения метастатического потенциала опухоли в трехмерной модельной системе," сказал Тони Голен, доктор медицинских наук, заместитель председателя отделения акушерства и гинекологии BIDMC, который не принимал участия в исследовании. "Это может послужить основой для будущих исследований, чтобы выяснить, может ли количественная оценка физических взаимодействий между метастатическими клетками и другими типами клеток дать представление о механизме метастатического заболевания, которое можно использовать для принятия решений о лечении."