Новое исследование показывает, что ген, обычно участвующий в регуляции эмбрионального развития, может запускать переход клеток в более мобильные типы, которые могут распространяться без учета нормального биологического контроля, ограничивающего метастазирование.Анализ нижестоящих сигнальных путей этого гена, называемых SNAIL, может быть использован для определения потенциальных целей для ученых, которые ищут способы блокировать или замедлять метастазирование.«Этот ген напрямую связан с механизмом, который метастатические раковые клетки используют для перемещения из одного места в другое», — сказала Мишель Доусон, доцент Школы химической и биомолекулярной инженерии Технологического института Джорджии. «Если у вас есть клетка, которая сверхэкспрессирует SNAIL, то она потенциально может быть метастатической без каких-либо факторов окружающей среды, которые обычно вызывают этот ответ».
Исследование спонсировалось Национальным научным фондом (NSF) и было опубликовано 9 декабря в Журнале Федерации американских обществ экспериментальной биологии (FASEB).Ранее Доусон и Дэниел МакГрейл, ведущий автор нового исследования, опубликовали исследование, показывающее, как раковые клетки яичников реагируют на механику окружающей среды.
Их данные показали, что раковые клетки яичников более агрессивны по отношению к мягким тканям, таким как жировая ткань, выстилающая кишечник, из-за механических свойств этой среды. Это открытие противоречит тому, что наблюдается с другими злокачественными раковыми клетками, которые, кажется, предпочитают более жесткие ткани.
В новом исследовании исследователи показывают, как сверхэкспрессия гена SNAIL in vitro позволяет клеткам рака груди работать независимо от механики окружающей среды внутри тела. Все больше данных свидетельствует о том, что раковые клетки метастазируют, захватывая процесс, с помощью которого клетки меняют свой тип с эпителиального (клетки, лишенные подвижности) на мезенхимальный (клетки, которые могут легко перемещаться).
В новом исследовании исследователи изучили биофизические свойства клеток рака молочной железы, которые претерпели этот эпителиальный переход в мезенхимальный (через сверхэкспрессию SNAIL).Исследовательская группа измерила механические свойства в ядре и цитозоле клеток рака молочной железы, а затем измерила силы поверхностного натяжения и подвижность клеток на различных субстратах.
Они обнаружили, что клетки стали намного мягче, что могло помочь им распространиться по всему телу.Лаборатория Доусона сотрудничала с лабораторией Джона Макдональда, профессора Школы биологии Технологического института Джорджии, чтобы использовать анализ микроматриц для изучения изменений в генах, связанных с наблюдаемыми биофизическими изменениями. Исследователи обнаружили, что независимо от субстрата, на котором были выращены клетки, клетки, сверхэкспрессирующие SNAIL, выглядят и действуют как агрессивные раковые клетки.«Мы обнаружили, что когда клетки экспрессируют SNAIL, они обладают биофизическими свойствами, аналогичными тем, которые мы наблюдаем у активированных метастатических раковых клеток», — сказал Доусон.
Хотя SNAIL запускает трансформацию, которая помогает клеткам перемещаться от первичной опухоли к месту метастазирования, как только клетка достигает места метастаза и эта опухоль начинает расти, SNAIL больше не способствует прогрессированию рака. Хотя размягчение может способствовать распространению клеток на вторичный участок, они уже не были достаточно прочными, чтобы образовать вторичную опухоль.«Клеткам необходимо вернуться в эпителиальное состояние, чтобы они могли выдерживать сильную нагрузку», — сказал Доусон.
Исследователи надеются, что их уникальное сочетание микроматричного анализа и характеристики физических изменений в метастазирующих клетках рака груди может помочь в поиске способов блокировать или замедлять распространение рака.«Мы думаем, что эта работа имеет большой потенциал, чтобы привести к новому подходу к лечению рака», — сказал Макдональд, который также является директором Интегрированного центра исследования рака в Технологическом институте Джорджии.