Szlaki sygnałowe ruchliwości komórek i przerzutów
Ruchliwość komórek jest powiązana z tworzeniem różnych typów wypustek lub wgłębień błony komórkowej. Dodatkowo u komórek pojawiają się słabo poznane struktury zwane guzkami błonowymi (ang. membrane blebs). Guzki te są dużymi, kulistymi uwypukleniami powierzchni komórki, powstałymi wskutek odłączenia się błony od białek strukturalnych, czyli kory aktynowej. Ostatnio pozyskano dowody na ważną rolę guzków błonowych w migracji komórek i tworzeniu przerzutów nowotworowych. Sygnalizacja komórkowa, regulująca tworzenie guzków i ich cofanie, jest słabo poznana. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu METASTASIS SYS MOD (System level modelling of metastasis from signalling to cell motility) badali przy użyciu danych eksperymentalnych i symulacji komputerowej szlaki sygnałowe tworzenia się guzków i migracji komórek. Dane doświadczalne pochodziły z badań na komórkach HEK293T dzikiego typu i różnych mutantów. Badacze odkryli, że nadekspresja kinazy tyrozynowej Met, wiązana z nowotworzeniem, koreluje z nasilonym tworzeniem guzków. Doświadczalna nadekspresja innych białek szlaku sygnałowego indukowanego przez Met również wzmaga tworzenie guzków podczas eksperymentów na komórkach. Badacze stworzyli model matematyczny tworzenia guzków w komórkach, aby przeanalizować modyfikacje w sygnalizacji i wynikające z nich zmiany kształtu komórki. Model reprezentuje błonę komórkową, korę komórki i siły wywierane na nie oraz te występujące między nimi. Oderwanie błony od kory prowadzi do gwałtownego wzrostu ciśnienia hydrostatycznego w cytoplazmie i tworzenia guzka. Ponowne połączenie błony z korą prowadzi następnie do zaniku guzka. Model przetestowano i zweryfikowano poprzez porównanie z obserwacjami doświadczalnymi. Obserwacje dowiodły, że stanowi on potencjalnie użyteczne narzędzie do identyfikacji molekuł związanych z procesem ponownego łączenia błony z korą oraz zaniku guzka. Ostatecznie naukowcy do skomplikowanej symulacji matematycznej procesu tworzenia przerzutów włączyli metabolizm i proliferację komórek. Przy użyciu modelowania opartego na danych dotyczących ruchliwości, inwazji, proliferacji i metabolizmu przeanalizowano kombinacje zwiększające zdolność nowotworu do tworzenia przerzutów. Analiza pokazała, że jednoczesne występowanie różnych klonów komórkowych w obrębie guza zwiększa jego możliwości tworzenia przerzutów w zmieniającym się środowisku. Model naświetlił szczególną rolę metabolizmu komórkowego w tworzeniu przerzutów. Badacze są zdania, że może być to użyteczny sposób odkrywania celów leczniczych.
Słowa kluczowe
Ruchliwość komórek, nowotworowe szlaki sygnałowe, przerzuty, pęcherzyki komórkowe
