Клетки рака груди с меньшей вероятностью распространятся, когда один ген отключен

Группа медицинских и инженерных исследователей из Университета штата Огайо ранее определила, что изменение одного гена для снижения уровня этого белка в клетках рака груди снижает способность клеток мигрировать от места опухоли.В новом исследовании, опубликованном в журнале PLOS ONE, исследователи сообщили об аналогичных результатах на животных. Исследование показало, что у мышей, которым имплантировали клетки рака груди без белка, развивались небольшие автономные опухоли, состоящие из клеток, которые не покидали опухоль.

Напротив, у мышей, которым имплантировали раковые клетки, содержащие этот белок, развивались более крупные неправильные массы и проявлялись признаки того, что раковые клетки вторглись в окружающие ткани.Исследования показывают, что снижение выработки белка, называемого миоферлином, влияет на раковые клетки двумя основными способами: изменяя активацию многих генов, участвующих в метастазировании, в пользу нормального поведения клеток и изменяя механические свойства раковых клеток, включая их форма и способность вторгаться — поэтому они с большей вероятностью останутся вложенными вместе, а не оторвутся, чтобы отправиться в другие ткани.Влияние миоферлина как на молекулярные, так и на механические процессы в клетках рака груди предполагает, что методы диагностики и, возможно, даже лечение в конечном итоге могут быть адаптированы для пациентов на основе уровней белка и механических свойств в клетках, обнаруженных в опухолях, говорят исследователи. Хотя до клинического применения еще далеко, ученые говорят, что двусторонний подход к исследованию эффектов белка расширяет его потенциальную полезность в диагностике и терапии.

«Теоретически, если у пациента была опухоль с низким уровнем миоферлина, она была бы определена как небольшая, и хирург мог бы удалить ее, и она не дала бы метастазов. белок », — сказал Дуглас Книсс, профессор акушерства и гинекологии Медицинского центра Векснера штата Огайо и старший автор исследования.Книсс и его коллеги использовали для исследования подтипы трижды отрицательных клеток рака груди — одной из самых смертельных форм рака груди из-за вероятности его распространения. «Поскольку тройные отрицательные клетки являются наиболее опасными, мы действительно задаемся вопросом, применим ли этот белок только к наиболее опасным типам рака, или он является более общим.

На данный момент мы не знаем ответа», — сказал он.Книсс объединился с соавтором Самиром Гадиали, доцентом кафедры биомедицинской инженерии в штате Огайо, чтобы отточить механические аспекты этой работы. Понимание влияния белка на гены — лишь одна из частей головоломки: влияние физических и механических сил на прогрессирование рака — растущая, но все еще новая область исследований.

«Сейчас мы видим, что механика будет определять, могут ли раковые клетки мигрировать быстрее или медленнее, отрываться или нет. Механика может быть более конкретным диагностическим маркером», — сказал Гадиали.

Роль белка в развитии рака была неожиданным открытием в лаборатории Книсса, потому что лишь несколько исследований описали эту связь до того, как его группа продолжила это направление исследований.«У нас была вина из-за подозрений», — сказал Книсс, также директор Лаборатории перинатальных исследований в штате Огайо. «Итак, мы решили нокаутировать ген миоферлина в клетках рака груди, и эти клетки делали странные вещи. Они не очень хорошо вторгались».В основе этого клеточного поведения лежит то, как потеря этого единственного гена изменяет уровни активации десятков других генов, подавляя гены, связанные с метастатическим заболеванием, и увеличивая активность генов, связанных с нормальной тканью.

Но клетки также изменили форму и другие свойства в отсутствие белка таким образом, что уменьшили вероятность того, что они уйдут от опухоли — это признак того, что миоферлин не только изменяет гены в раковых клетках, но и изменяет механические свойства клеток. характеристики.В этом последнем исследовании исследователи проанализировали различные механические изменения в клетках рака груди, в которых уровень миоферлина был резко снижен по сравнению с нормальными клетками рака груди.

Ученые использовали модифицированный вирус для доставки фрагментов РНК, чтобы заблокировать ген миоферлина.Когда белок присутствует, эти клетки, которые начинаются круглыми и слипаются в узоре, напоминающем булыжник, приобретают неправильную форму и имеют тенденцию отслаиваться от опухоли несогласованным образом — признаки метастазирования.

Они также теряют свою «липкость» или свойство адгезии, что облегчает им отрыв от соседних клеток.Напротив, раковые клетки, лишенные белка, как правило, сохраняют свою обычную форму и липкость и остаются вместе в группе, если они совершают какое-либо движение — все функции, которые могут привести к тому, что опухоль останется нетронутой для хирургического удаления.Самое удивительное открытие, связанное с механикой, касалось жесткости клеток.

Преобладающая теория о метастатическом заболевании предполагает, что метастатические раковые клетки должны быть мягкими или податливыми, как пластилин пластилина, чтобы протискиваться через ткани, кровеносные сосуды и другие ткани, когда они перемещаются и проникают в отдаленные участки тела. Но опухолевые клетки, содержащие нормальный уровень миоферлина — клетки, которые могут мигрировать — оказались жесткими, а не мягкими, как затвердевшая пластилин.

Таким образом, новое мышление состоит в том, что при типичных метастатических условиях клетки должны сначала стать жесткими, чтобы дать возможность покинуть опухоль, а затем размягчиться, чтобы облегчить их перемещение по телу, — сказал Гадиали, также исследователь в Davis Heart and Lung Research. Институт.

«Мы считаем, что клетки, лишенные миоферлина, в опухоли становятся более мягкими, поэтому они не могут физически отделиться. Поэтому смягчение клеток в первичной опухоли может быть способом предотвратить метастазирование», — сказал он. «И это говорит о том, что видеть в циркуляции более мягкие клетки означает, что уже почти слишком поздно.

У вас уже есть запущенная болезнь».Это третье исследование, опубликованное командой штата Огайо.

Книсс является автором или рецензентом пяти последних исследований о связи миоферлина с раком.Затем исследователи обратятся к анализу присутствия миоферлина в образцах из множества типов опухолей человека, доступных в банке тканей штата Огайо, что позволит им сравнивать уровни белка в опухолях с клиническими результатами для пациентов, предоставивших образцы.

Новости со всего мира