Дослідники оглядають наукові праці про білки, які допомагають клітинам
Міжнародна група вчених, включаючи дослідника з Університету Сеченова, вивчила наукові статті про білки (і гени, що їх кодують), які допомагають раковим клітинам проникати в мозок.
Розуміння процесів, що сприяють утворенню метастазів у мозку, дозволить вченим створювати нові методи діагностики та лікування раку. Подробиці дослідження можна знайти в журналі Cancer Trends.
Тканини головного мозку дуже чутливі до змін рівня багатьох речовин та до проникнення мікроорганізмів та імунних клітин, але їм потрібна велика кількість поживних речовин та кисню.
Для задоволення потреб мозку потрібна щільна мережа тонких кровоносних судин, покрита спеціальною оболонкою, яка пропускає необхідні речовини і блокує всі інші сполуки та клітини.
Ця оболонка, утворена сусідніми ендотеліальними клітинами, щільно з’єднаними між собою спеціальними білками, утворює гематоенцефалічний бар’єр (ВГВ), що перешкоджає вільному обміну речовин між судинами та мозковою тканиною.
BBB працює дуже добре (дозволяючи проникнути менше 2% молекул), але він все ще не ідеальний: ракові клітини іноді встигають прослизнути і викликати розвиток метастазів; оскільки багато ліків не може потрапити в мозок, це значно ускладнює лікування раку та погіршує прогноз у пацієнтів з метастазами. Автори статті задумали з’ясувати, які гени дають раковим клітинам таку «наддержаву».
«Утворення метастазів контролюється білками і генами, що кодують ці білки. Метою даної роботи була систематизація результатів, доведених експериментально чи клінічно щодо білків та мікроРНК, що дозволяють мігрувати пухлинні клітини до мозку.
Виявилося, що їх вироблення характерне для ряду метастазів, тоді як більшість клітинних молекул, описаних у літературі, унікальні для певного типу пухлини.
Таким чином, здатність регулювати гени, що стимулюють міграцію пухлинних клітин до мозку, може стати проблемою для лікарів у майбутньому зменшити утворення внутрішньомозкових метастазів '', - сказав Ілля Уласов, один з авторів, провідний науковий співробітник Інституту регенеративних захворювань. Медицина, Університет Сєченова.
Відомо, що пухлинні клітини потрапляють в мозок як через щільний контакт між клітинами оболонок (шарами кровоносних судин), так і через самі ці клітини. У першому випадку ракові клітини використовують ферменти та/або мікроРНК, щоб порушити структуру щільних контактів і збільшити проникність ВВВ.
Одним із цих ферментів є катепсин С: він руйнує щільні контактні білки, а його інгібітори (речовини, що уповільнюють його дію) можуть пригнічувати ріст метастазів при раку молочної залози.
Два інших ферменти - сепраза та урокіназоподібний активатор плазміногену - виявили подібні ефекти при меланомі, і деякі металопротеїнази можуть бути можливими мішенями для лікування раку. Інший білок, фактор росту плаценти, викликає ланцюг реакцій, що сприяють розвитку метастазів у раку легенів, шлунка або прямої кишки.
МікроРНК забезпечують зв'язок між раковими клітинами та їх оточенням, включаючи клітини BBB та білки. Наприклад, miR-105 впливає на білок ZO-1, сприяючи утворенню метастазів при раку молочної залози, тоді як miR-143-3p може покращити проникність ВВВ при раку легенів.
Другий шлях - проникнення ракових клітин через клітини BBB - стає можливим завдяки білкам клітинної стінки, інтегринам та певним групам ферментів. У кількох типах раку метастатичні клітини показали підвищений вміст інтегринів avβ3 та avβ8.
Не виключено, що вони беруть участь у формуванні метастазів у мозку і можуть служити біомаркером захворювання. Інший інтегрин, VLA-4, виробляється в метастазах більшості хворих на меланому і сприяє зв'язуванню ракових клітин і клітин BBB, розчищаючи шлях для мозку.
Загалом автори розглянули 44 білки, описали механізм їх впливу на утворення метастазів і перерахували гени, що їх кодують. Дослідження допоможе вченим знайти нові способи профілактики та лікування раку, інсульту та хвороби Альцгеймера, які також впливають на цілісність ВВВ.