Kako protok krvi pomaže raku da se širi
Metastaze su širenje raka na druge dijelove tijela i glavni razlog zašto je bolest toliko ozbiljna. Sada, potpuno novo istraživanje otkriva da je protok krvi ključni faktor u ovom procesu.
U radu koji je sada objavljen u časopisu Razvojna stanica, znanstvenici - koji su iz Nacionalnog instituta za zdravstvo i medicinska istraživanja u Francuskoj - opisuju svoje testove na zebrama i ljudima.
Eksperimenti su potvrdili da protok krvi utječe na mjesta na kojima se stanice raka koje migriraju "zaustavljaju" unutar krvnih žila.
Također detaljno opisuju kako ove stanice raka izlaze kroz zidove krvnih žila i postavljaju mjesta sekundarnih tumora.
"Dugogodišnja ideja na terenu", objašnjava viši autor studije dr. Jacky G. Goetz, voditelj laboratorija na Sveučilištu u Strasbourgu u Francuskoj - gdje je provedeno istraživanje - "jest da se hapšenje pokreće kada cirkuliraju tumorske stanice završe u kapilarama vrlo malog promjera samo zbog ograničenja veličine. "
Međutim, kako objašnjava dr. Goetz, njihova otkrića pokazuju da "fizičko ograničenje" nije jedini pokretač metastaza, jer "protok krvi snažno utječe na omogućavanje stanicama tumora da uspostave adheziju sa stijenkom žile".
Metastaze i njihovi glavni koraci
Metastaze su proces kroz koji stanice tumora odlaze i migriraju sa svojih primarnih mjesta i putuju kroz limfni sustav ili krvotok kako bi uspostavile sekundarne ili metastatske tumore u udaljenim dijelovima tijela.
Metastaze su vodeći uzrok smrti od raka i "od primarne važnosti u prognozi oboljelih od raka".
To je složen proces i odvija se kao niz koraka, od kojih se svaki mora dovršiti kako bi sekundarni tumor procvjetao. Niz koraka, poznat kao "metastatska kaskada", odvija se na sljedeći način:
- napadajući obližnje zdravo tkivo
- prelazeći zidove susjednih krvnih žila i limfnih čvorova
- putujući kroz krvotok ili limfni sustav do udaljenih dijelova tijela
- zaustavljanje u udaljenim, malim krvnim žilama ili kapilarama, invazija njihovih zidova i prelazak u okolno zdravo tkivo
- sijanje održivog, majušnog tumora u zdravo tkivo
- generiranje namjenske opskrbe krvlju uzgojem novih krvnih žila za hranjenje novog tumora
Nova studija odnosi se na četvrti korak, u kojem se tumorske stanice u cirkulaciji zaustavljaju u kapilari i prelaze kroz svoj endotelij ili barijeru stanica koje postavljaju stijenke žila u okolno tkivo.
Studija istražuje 'mehaničke znakove' u krvi
U svom studijskom radu autori objašnjavaju da se „vrlo malo zna o tome kako [stanice tumora u cirkulaciji] zaustavljaju i lijepe endotelij malih kapilara i napuštaju krvotok prelazeći vaskularni zid“.
Dodaju da je područje koje je posebno nejasno "uloga koju igraju mehanički znakovi u krvi" tijekom ovog koraka.
Za svoje istraživanje znanstvenici su razvili "izvorni eksperimentalni pristup" u kojem su označavali i slijedili cirkulirajuće tumorske stanice dok su putovali kroz krvne žile u embrionima zebrafish. Model im je također omogućio da variraju i mjere protok krvi u žilama.
Rezultati su pokazali da su mjesta u krvnim žilama na kojima stanice cirkulirajućeg tumora prestaju putovati usko povezana sa brzinom protoka.
Autori napominju da se "vrijednost praga brzine za učinkovito prianjanje [...] kreće od 400 do 600 [mikrometara u sekundi]."
‘Endotelne stanice uvijene oko tumorskih stanica’
Tim je također otkrio da je protok krvi bitan za "ekstravazaciju", proces kroz koji stanice tumora izlaze iz krvnih žila.
To je bilo vidljivo na snimanju timelapsea koje je pokazalo da se endotelne stanice "uvijaju" oko uhićenih tumorskih stanica u krvnim žilama embrija zebra.
„Protok krvi u ovom koraku je presudan. Bez protoka se ne događa pregradnja endotela. Trebate određenu količinu protoka da biste održali endoteli aktivnim kako bi se mogao preoblikovati oko tumorske stanice. "
Dr. Jacky G. Goetz
Istraživači su došli do istih rezultata kada su promatrali napredak metastaza u mozgu kod miševa.
Za ovaj eksperiment koristili su slikovnu tehniku nazvanu intravitalna korelacijska mikroskopija, koja kombinira modele živih stanica s elektronskom mikroskopijom, tako da se dinamika može promatrati na živoj životinji.
Protok kontrolira mjesto, početak drugog tumora
Konačno, tim je potvrdio nalaze promatrajući sekundarne tumore u mozgu 100 ljudskih pacijenata, čiji su primarni tumori bili u različitim dijelovima tijela.
Kao i kod modela zebrafish, i oni su tehnikom snimanja mapirali mjesta sekundarnih tumora.
Kada su spojili mapu metastaza u mozgu s mapom krvotoka zdravog kontrolnog pacijenta, istraživači su otkrili da se podudara s onim što su pronašli u modelu zebrafish, potvrđujući da sekundarni tumori radije rastu u područjima gdje je protok krvi unutar određenog raspona .
Autori zaključuju da njihova otkrića otkrivaju da protok krvi kontrolira ne samo mjesto, već i početak "metastatskog izrasta".
Oni sada žele istražiti načine kako blokirati preoblikovanje endotela oko cirkulirajuće tumorske stanice kao način da se poremeti njegov izlaz u okolno tkivo. Takvo postignuće moglo bi spriječiti metastaze da završe korake potrebne za uspješan rast sekundarnog tumora.
