Naukowcy z Johns Hopkins donoszą, że odkryli w laboratorium w tkance myszy hodowanej warstwę komórek otaczającą przewody mleczne, które docierają do zabłąkanych komórek rakowych, aby powstrzymać ich przed rozprzestrzenianiem się w tkance. Odkrycia ujawniają, że ta warstwa komórek nazywana mio-nabłonkiem nie jest stacjonarną przeszkodą w inwazji nowotworów jak wcześniej sądzili naukowcy, ale aktywną obroną przed przerzutami raka piersi.

Wyniki eksperymentów przeprowadzonych przez naukowców opublikowano w czasopiśmie Journal of Cell Biology.

"Zrozumienie w jaki sposób komórki nowotworowe są zorganizowane może ostatecznie pomóc nam w opracowaniu sposobów przewidywania zindywidualizowanego ryzyka przerzutów u ludzi" - mówi dr Andrew Ewald, profesor biologii komórkowej w Johns Hopkins University School of Medicine i członek zespołu Johns Hopkins Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center.

Większość nowotworów piersi zaczyna się w komórkach, które wyścielają wnętrze przewodów mlecznych. Te komórki z kolei są otoczone komórkami mioepitelialnymi, które współpracują ze sobą, by skurczyć się i przetransportować mleko przez kanały, gdy kobieta karmi piersią.

Ta warstwa śródbłonka jest wykorzystywana klinicznie do rozróżniania miejscowych raków sutka od inwazyjnych nowotworów. Kiedy komórki raka piersi naruszają warstwę mioepitelialną, wynikiem tego jest tak zwany rak inwazyjny, który wiąże się z większą częstością nawrotów, ryzykiem przerzutów oraz potrzebą bardziej agresywnego leczenia.

"W kwestii przerzutów nowotworowych, przebicie się przez tę warstwę to wyjście z bramki początkowej", tłumaczą naukowcy.

Podczas swoich badań naukowcy zaprojektowali komórki pobrane z wyściółki mysich przewodów piersi w celu wytworzenia białka Twist1, które działa poprzez zmianę ekspresji genów i które zostało powiązane z przerzutami raka w wielu typach nowotworów.

Ku ich zaskoczeniu, naukowcy zauważyli, że gdy inwazyjne komórki Twist1 przerywały warstwę mioepitelialną, komórki mioepitelialne chwytały komórki, które zbłądziły i skutecznie odciągały je z powrotem do przewodu piersiowego w 92 procentach czasu podczas 114 obserwacji.

Te odkrycia potwierdzają nową koncepcję mioepithelium jako dynamiczna bariera dla ucieczki komórek nowotworowych, zamiast jak poprzednio sądzono, że działa jak kamienny mur. Aby potwierdzić ich odkrycia o aktywnym zachowaniu zespół zmienił dwie kluczowe cechy komórek mioepitelialnych - ich zdolność do kurczenia się i ich stosunek liczbowy do nowotworowych komórek inwazyjnych.

Najpierw naukowcy przeprowadzili inżynierię genetyczną mysich komórek śródbłonka mysiego, aby zubożały w aktynę mięśni gładkich - białko, które umożliwia komórkom kurczenie się. Pod tej modulacji liczba zbiegających się komórek inwazyjnych, które przedostały się przez warstwę mioepitelialną zwiększyła się trzykrotnie w porównaniu do komórek kontrolnych z prawidłowym mioepithelium.

Podobnie, naukowcy odkryli, że zmniejszenie proporcji komórek mioepitelialnych w stosunku do komórek inwazyjnych zwiększyło liczbę uciekinierów komórek nowotworowych.

Przez dodanie tylko dwóch komórek mioepitelialnych dla każdej komórki inwazyjnej, częstość ucieczki zmniejszyła się czterokrotnie w porównaniu z rozprzestrzenianiem się komórek inwazyjnych bez bariery obronnej.

"Jest to ważne, ponieważ sugeruje, że zarówno fizyczna kompletność mioepithelium, jak i ekspresja genu w komórkach mioepitelialnych są ważne w przewidywaniu zachowań ludzkich guzów piersi."

W przyszłości naukowcy zamierzają zbadać mechanizmy komórkowe, które powodują, że warstwa mioepitelialna reaguje tak dynamicznie.

Źródło: sciencedaily.com