Метастатические образования оказались симбиозом двух видов клеток

Эти клетки, определенные как лидеры и последователи, выполняют разные специализированные функции. Они находятся в симбиотической зависимости, что обеспечивает мобильность и выживание группы — именно поэтому, по мнению ученых, метастатическая инвазия является столь опасным явлением. В своих исследованиях ученые попытались найти способ нарушить эти отношения.

Исследователи начали наблюдать за тем, как массы клеток раковой опухоли ведут себя в лабораторной белковой субстанции. Клетки, как правило, держались вместе, но иногда несколько клеток выходили из общей массы, образуя «протуберанец», причем на конце этой группы всегда находилась клетка-лидер. Если лидер ячейки отделялся от группы или погибал, клетки-последователи уже не могли двигаться. Время от времени клетки-лидеры отделялись от последователей, однако затем, словно осознавая, что за ними никто не двигается, разворачивались на 180 градусов и возвращались, чтобы захватить свою группу и продолжить движение.

Чтобы понять, какие механизмы формируют лидера и последователя, ученые разработали методику маркировки культивируемых клеток с помощью лазера, изменяя их цвет с зеленого на красный. Как оказалось, изолированные клетки-лидеры еще некоторое время сохраняли свое агрессивное поведение и характерную форму. По возвращении в группу они восстанавливали способность последователей растягиваться в виде щупалец, даже если лидеры составляли только 1% от группы. После двух месяцев отсутствия в группе клеток-лидеров последователи плодили новых лидеров и возобновляли движение.

Как показали исследования, лидеры отличались от последователей разными участками включенных и выключенных генов. В частности, лидеры выделяли эндотелиальный фактор роста кровеносных сосудов, который является целевым белком таргетных противораковых препаратов. Сам лидер в этом белке не нуждался, однако фактор роста обеспечивал подвод кровеносных сосудов к растущей опухоли и выживание последователей.

В свою очередь, развиваясь отдельно от последователей, лидеры теряли активность, имели неустойчивый жизненный цикл и отличались утолщенной клеточной мембраной. Лидеры, которые развивались в составе инвазивного пакета, таких проблем не имели. Кроме того, клетки-лидеры активировали фермент фокальной адгезии киназы, который является связующим белком между двумя видами клеток. Эти особенности могут быть использованы в создании лекарств, разрушающих симбиотические отношения внутри группы, тем более что недавние исследования показали эффективность ингибитора фокальной адгезии киназы в борьбе с раком легких и его метастазами.

Кстати, такое же явление коллективной инвазии и характерной дифференциации клеток наблюдается и при метастазах других новообразований. Хотя биохимические особенности этих групп различаются, метод разрушения симбиотических отношений внутри инвазивного пакета может стать эффективным способом борьбы с метастазами и распространением опухоли по всему организму.