Распространение метастазов при раке

Иногда отрицательные результаты могут указывать исследователям на правильное направление. В результатах, опубликованных в PLOS ONE 4 сентября 2018 года, ученые из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) исследовали белок, называемый киназой 1, связанный с VRK1, который, по их гипотезе, был важен для метастазов. Они обнаружили, что вместо того, чтобы раковые клетки мигрировали и вторгались в другие части тела, избыточная экспрессия VRK1 имела противоположный эффект.

Тем не менее это поведение может помочь раку распространиться в других частях тела, по словам директора по исследованиям и профессора Хиршмана, профессора Паулы Трактман, в Центре рака MUSC Hollings.

Трактман начала с идеи, что высокий уровень VRK1 может быть связан с раком молочной железы. Другие исследования предложили это, и собственная работа Трактман показала, что истощение VRK1 заставляло клетки расти медленнее и приводить к меньшим опухолям и меньшим количеством метастазов у мышей. Опираясь на эти результаты, Трактман хотела видеть, как клетки будут расти, когда VRK1 будет чрезмерно выражен. «Логика заключалась в том, что если мы чрезмерно выражаем VRK1, возможно, клетки будут расти быстрее и, возможно, они будут инвазивными и мигрирующими и способствуют метастазированию», - сказала Трактман.

К их удивлению, они обнаружили, что все наоборот. Когда они чрезмерно экспрессировали VRK1 в эпителиальных клетках молочной железы, растущих в чашках для культуры тканей, эти клетки не росли быстрее, чем клетки с нормальным уровнем VRK1. И, вопреки их гипотезе, клетки, как правило, мигрировали и вторгались гораздо медленнее. Но, когда надректоры VRK1 были культивированы в трехмерных условиях, имитирующих ткани, они росли быстрее и устанавливали более крупные колонии. Заинтригованная Трактман более подробно рассмотрела характеристики этих клеток. Она исследовала признак раковых клеток, известных как эпителиально-мезенхимальный переход, или ЕМТ. Многие клетки подвергаются ЕМТ на пути к раковым клеткам. Переход позволяет им мигрировать от опухоли.

Они отметили, что клетки с высоким уровнем VRK1 были более склонны к образованию соединений от клетки к клетке и имели более низкие уровни мезенхимальных маркеров, которые часто присутствуют в раковых клетках. Скорее, клетки, казалось, подвергались противоположному переходу, от мезенхимального до эпителиального. Клетки были гораздо менее склонны к миграции.

Эти отрицательные результаты указали исследователям в новом направлении. Если высокий уровень VRK1 заставлял раковые клетки мигрировать медленнее, возможно, VRK1 был необходим, чтобы клетки могли колонизировать новую область тела. В таком процессе раковые клетки, распространяющиеся по всему телу, должны будут отказаться от характеристик, которые заставляют их распространяться и принимать признаки клеток, которые закрепляли бы их на месте. Именно такое поведение позволяет метастазам начинать расти в других частях тела.

Чтобы подтвердить свою новую гипотезу, Тракман объединилась с патологом А. К. Маккинноном в Медицинском колледже штата Висконсин. Маккиннон предоставил команде клетки от пациентов с раком молочной железы, у которых были метастазы в лимфатические узлы. Они обнаружили гораздо более высокие уровни VRK1 в метастазах в лимфатических узлах, чем в первичных опухолевых клетках. Кроме того, они изучили уровни экспрессии VRK1 в публичных базах данных о раке молочной железы и обнаружили, что высокий уровень VRK1 связан с наиболее агрессивными видами рака. Такие высокие уровни также были связаны с наихудшими прогнозами у пациентов с метастатическим раком молочной железы.

Тракман подводит итог этому процессу. «Для того, чтобы опухоль была агрессивной, некоторые из клеток должны были прекратить первичную опухоль и вторгнуться через поверхность и в кровоток, а затем из кровотока и найти новый сайт», - сказала Тракман. «Чтобы сформировать метастазы в новой области, клетки должны перестать быть странниками и колонизировать». И возможно, что экспрессия VRK1 позволяет таким раковым клеткам колонизировать новые органы в организме.

Это открытие может распространяться на другие типы рака, такие как рак мозга и рак печени. На самом деле, высокие уровни VRK1 обнаруживаются при определенных типах рака печени. Эти результаты оправдывают поиск небольших молекул, которые могут ингибировать VRK1. Кроме того, VRK1 может однажды стать биомаркером агрессивных видов рака, который, таким образом, может информировать онкологов, поскольку они решают более продвинутые или консервативные курсы лечения.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180925110035.htm