Jak dające przerzuty nowotwory przeprogramowują zdrowe komórki, by te pomagały im się rozprzestrzeniać
Śmiertelność z powodu raka piersi jest prawie wyłącznie wynikiem powstawania przerzutów nowotworowych – procesu, w którym komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się przez krew lub układ limfatyczny, tworząc nowe guzy w innych częściach ciała. Zaawansowane nowotwory z przerzutami są obecnie nieuleczalne, a kluczem do ich leczenia jest lepsze zrozumienie biologii powstawania przerzutów nowotworowych. „Wczesne stadia powstawania przerzutów, pomiędzy resekcją guza pierwotnego a klinicznym rozpoznaniem przerzutów, nie są dobrze zbadane, co ogranicza naszą zdolność do przewidywania lub zapobiegania nawrotom choroby w postaci przerzutów”, mówi Neta Erez, która kieruje laboratorium biologii nowotworów na Uniwersytecie w Tel Awiwie. „Odkrycie mechanizmów leżących u podstaw procesu powstawania przerzutów jest obecnie najważniejszym i najpilniejszym zadaniem w badaniach nad rakiem, jak i zasadniczym warunkiem wstępnym znalezienia nowych celów interwencji terapeutycznych”. W swoim laboratorium Erez z zespołem zgłębiała ten temat w ramach finansowanego ze środków UE projektu MetCAF (Uncovering the Role of Cancer Associated Fibroblasts in Facilitating Breast Cancer Metastasis).
Fibroblasty związane z rakiem
Wspierany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt miał na celu odkrycie zmian zachodzących w niszy przerzutowej w płucach, które ułatwiają i umożliwiają wzrost rozsianych komórek raka piersi. Naukowcy skoncentrowali się na scharakteryzowaniu zmian w fibroblastach związanych z rakiem (ang. cancer-associated fibroblasts, CAF), komórkach zrębu w płucach, które są „przeprogramowywane” tak, że wspomagają komórki nowotworowe. „Wcześniej odkryliśmy rolę, jaką odgrywają fibroblasty związane z rakiem w procesie zapalnym ułatwiającym powstawanie nowotworów”, wyjaśnia Erez. „Te badania poszerzają zakres wcześniejszych prac i pozwalają lepiej zrozumieć rolę, jaką odgrywają fibroblasty związane z rakiem w tworzeniu przerzutowej niszy, która umożliwia wzrost rozsianych komórek nowotworowych”. Po rozwiązaniu pewnych problemów dotyczących skutecznej izolacji fibroblastów z płuc zespół projektu dokonał kilku ważnych odkryć. Na przykład, wykazując heterogeniczność i plastyczność fibroblastów związanych z rakiem w przerzutach raka piersi, naukowcy byli w stanie zidentyfikować czynniki, które powodują, że fibroblasty związane z rakiem są „przestawiane” na mechanizmy wspierające nowotwór. Naukowcy wykazali również, że fibroblasty związane z rakiem wspierają powstawanie przerzutów do płuc poprzez pośredniczenie w zapaleniu i modulowanie funkcji komórek odpornościowych w celu utworzenia sprzyjającej niszy przerzutowej. „Kiedy fibroblasty wykryją uszkodzenie tkanek, aktywują procesy włóknienia i zapalne, które umożliwiają powstanie przerzutu raka piersi”, zauważa Erez. Badając pochodzenie fibroblastów związanych z rakiem, naukowcy odkryli, że spora subpopulacja fibroblastów związanych z rakiem nie znajduje się w płucach, jak kiedyś sądzono, ale rekrutowana jest ze szpiku kostnego. „Te fibroblasty pochodzące ze szpiku kostnego mają odmienne role funkcjonalne od fibroblastów z płuc i odgrywają istotną rolę w wywoływaniu powstawania nowych naczyń krwionośnych, które umożliwiają wzrost guza”, dodaje Erez.
Wspomaganie powstawania przerzutów
Chociaż badania nadal trwają, projekt MetCAF znacznie pogłębił naszą wiedzę na temat tego, w jaki sposób fibroblasty związane z przerzutami zmieniają się wraz z progresją guza i promują powstawanie przerzutów, pośrednicząc w zapaleniu i wpływając na układ odpornościowy. „Najważniejsze wnioski płynące z tego projektu są takie, że mikrośrodowisko nowotworowe jest niezwykle heterogenne i że fibroblasty odgrywają ważną rolę w ułatwianiu powstawania przerzutów”, mówi Erez. Żadne z tych odkryć nie byłoby oczywiście możliwe bez wsparcia wspaniałego zespołu studentów i adiunktów. „To właśnie dzięki ich pomocy przeprowadziliśmy eksperymenty i dokonaliśmy odkryć”, dodaje Erez. „Jestem niezwykle dumna z tego, że stali się znakomitymi, niezależnymi naukowcami”. Zespół badawczy pracuje obecnie nad scharakteryzowaniem mikrośrodowiska immunologicznego w przerzutach do płuc na poziomie pojedynczych komórek. Erez jest również w trakcie rozszerzania swoich badań, aby obejmowały również przerzuty do kości i mózgu – dwóch najczęstszych miejsc występowania przerzutów odległych raka piersi.
Słowa kluczowe
MetCAF, przerzuty, rak, badania nad rakiem, guz, przerzuty guza, fibroblasty, rak piersi
