Kako pretok krvi pomaga širiti raka

Metastaze so širjenje raka na druge dele telesa in glavni razlog, da je bolezen tako resna. Zdaj nove raziskave razkrivajo, da je pretok krvi ključni dejavnik tega procesa.

Kakšno vlogo ima kri pri širjenju raka?

V prispevku, ki je zdaj objavljen v reviji Razvojna celica, znanstveniki iz Nacionalnega inštituta za zdravje in medicinske raziskave v Franciji opisujejo svoje teste na cebricah in ljudeh.

Poskusi so potrdili, da pretok krvi vpliva na mesta, na katerih se selijoče se rakave celice "aretirajo" znotraj krvnih žil.

Podrobno opisujejo tudi, kako te rakave celice izstopajo skozi stene krvnih žil in postavljajo mesta sekundarnih tumorjev.

"Dolgoletna ideja na tem področju," pojasnjuje starejši avtor študije dr. Jacky G. Goetz, vodja laboratorija na Univerzi v Strasbourgu v Franciji - kjer je bila raziskava opravljena - "je, da se zastoj sproži pri kroženju tumorskih celic zgolj zaradi omejitev velikosti končajo v kapilarah z zelo majhnim premerom. "

Vendar, kot pojasnjuje dr. Goetz, njihove ugotovitve kažejo, da "fizična omejitev" ni edini dejavnik metastaz, ker "pretok krvi močno vpliva na to, da tumorske celice omogočijo, da vzpostavijo oprijem s steno posode."

Metastaze in njihovi glavni koraki

Metastaze so proces, s katerim se tumorske celice oddaljujejo in selijo s svojih primarnih mest ter potujejo skozi limfni sistem ali krvni obtok, da vzpostavijo sekundarne ali metastatske tumorje v oddaljenih delih telesa.

Metastaze so vodilni vzrok smrti zaradi raka in "primarnega pomena pri prognozi bolnikov z rakom."

To je zapleten proces, ki poteka kot zaporedje korakov, ki jih je treba dokončati, da lahko sekundarni tumor uspe. Niz korakov, znan kot "metastatska kaskada", se nadaljuje na naslednji način:

1. vdre v bližnje zdravo tkivo
2. prehajanje sten sosednjih krvnih žil in bezgavk
3. potovanje skozi krvni obtok ali limfni sistem do oddaljenih delov telesa
4. aretacija v oddaljenih, majhnih krvnih žilah ali kapilarah, napad na njihove stene in prehod v okoliško zdravo tkivo
5. sejanje zdravega drobnega tumorja v zdravo tkivo
6. ustvarjanje namenske oskrbe s krvjo z gojenjem novih krvnih žil za prehrano novega tumorja

Nova študija zadeva četrti korak, v katerem se tumorske celice v obtoku aretirajo v kapilari in preidejo skozi svoj endotelij ali pregrado celic, ki prekrivajo stene posod, v okoliško tkivo.

Študija raziskuje "mehanske znake" v krvi

V svojem študijskem prispevku avtorji pojasnjujejo, da "je zelo malo znanega o tem, kako [tumorske celice v obtoku] aretirajo in se držijo endotela majhnih kapilar in zapustijo krvni obtok s prečkanjem žilne stene."

Dodajajo, da je še posebej nejasno področje "vloga, ki jo v tem koraku igrajo mehanski znaki v krvi".

Za svojo študijo so znanstveniki razvili "izviren eksperimentalni pristop", v katerem so označevali in spremljali obtočne tumorske celice, ko so potovali skozi krvne žile v zarodkih zebrafish. Model jim je omogočil tudi spreminjanje in merjenje pretoka krvi v žilah.

Rezultati so pokazali, da so mesta v krvnih žilah, na katerih celice tumorskih celic v obtoku prenehajo potovati, tesno povezana s hitrostjo pretoka.

Avtorji ugotavljajo, da se "vrednost praga hitrosti za učinkovito oprijem […] giblje med 400 in 600 [mikrometrov na sekundo]."

"Endotelne celice, zvite okoli tumorskih celic"

Skupina je tudi ugotovila, da je pretok krvi bistvenega pomena za "ekstravazacijo", postopek, skozi katerega tumorske celice izstopajo iz krvnih žil.

To je bilo razvidno iz slikanja timelapse, ki je pokazalo, da se endotelijske celice "zavijajo" okoli aretiranih tumorskih celic v krvnih žilah zarodkov zebrafish.

»Pretok krvi v tem koraku je bistvenega pomena. Brez pretoka ne pride do prenove endotelija. Potrebujete določeno količino pretoka, da endotelij ostane aktiven, da se lahko preoblikuje okoli tumorske celice. "

Dr. Jacky G. Goetz

Raziskovalci so prišli do enakih rezultatov, ko so opazili napredek možganskih metastaz pri miših.

Za ta poskus so uporabili slikovno tehniko, imenovano intravitalna korelacijska mikroskopija, ki združuje modele živih celic z elektronsko mikroskopijo, tako da je dinamiko mogoče opazovati pri živih živalih.

Pretok nadzoruje kraj, nastop drugega tumorja

Končno je skupina potrdila ugotovitve z opazovanjem sekundarnih tumorjev v možganih 100 človeških bolnikov, katerih primarni tumorji so bili v različnih delih telesa.

Tako kot pri modelu zebrafish so tudi za preslikavo lokacij sekundarnih tumorjev uporabili slikovno tehniko.

Ko so združili zemljevid možganskih metastaz z zemljevidom pretoka krvi zdravega kontrolnega bolnika, so raziskovalci ugotovili, da se ujema s tistim, ki so ga našli v modelu zebrafish, kar potrjuje, da sekundarni tumorji raje rastejo na območjih, kjer je pretok krvi v določenem območju .

Avtorji sklepajo, da njihove ugotovitve razkrivajo, da pretok krvi ne nadzoruje le lokacije, temveč tudi pojav "metastatskega izrastka".

Zdaj želijo raziskati načine, kako blokirati preoblikovanje endotela okoli tumorske celice, ki kroži, kot način za motenje njenega izhoda v okoliško tkivo. Tak dosežek bi lahko preprečil, da bi metastaze zaključile korake, potrebne za uspešno rast sekundarnega tumorja.