Исследование раскрывает механизм «перетягивания каната» в раковых клетках

Понимание того, как раковые клетки распространяются из первичной опухоли, важно для определения агрессивности заболевания. Проникновение клеток во внеклеточный матрикс (ECM) соседней ткани — ключевой этап прогрессии рака, напрямую связанный с началом метастазирования.

В исследовании, опубликованном в APL Bioengineering, группа учёных из Германии и Испании использовала панель клеточных линий рака молочной железы и эксплантаты первичных опухолей пациентов с раком молочной железы и шейки матки. Они изучили два режима клеточной сократимости:

• Режим, создающий коллективное тканевое поверхностное натяжение, которое удерживает кластеры клеток компактными.
• Более направленную сократимость, которая позволяет клеткам втягиваться в ECM.

«Мы сосредоточились на двух параметрах: способности клеток тянуть волокна ECM и создавать силы тяги, а также на их способности тянуть друг друга, создавая высокое тканевое поверхностное натяжение», — пояснила автор Элиан Блаут.

Команда обнаружила, что более агрессивные клетки сильнее тянут ECM, чем друг друга, а неинвазивные клетки — сильнее тянут друг друга, чем ECM. Разное поведение связано с разной структурой актинового цитоскелета внутри клеток:

• Инвазивные клетки используют преимущественно актиновые стресс-филаменты (толстые пучки актина, пересекающие клетку) для создания сил на своём окружении.
• Неинвазивные клетки генерируют силы через свой актиновый кортекс (тонкую сеть непосредственно под клеточной мембраной).

Исследование показало, что определяет потенциал клетки к «побегу» не общая величина этих режимов сократимости, а их взаимодействие. Эксперименты с умеренно инвазивными клетками показали, что общая сила, которую они создают на волокнах ECM, сравнима с таковой у неинвазивных клеток, но они всё равно могут отделяться и вторгаться в ECM.

«Неинвазивные клетки сохраняют высокую кортикальную сократимость, которая удерживает их вместе, в то время как у умеренно инвазивных клеток кортикальная сократимость почти исчезает», — сказала Блаут. — «Таким образом, их почти ничто не удерживает, даже несмотря на то, что они тянут волокна ECM гораздо слабее».

Измерения на жизнеспособных опухолевых эксплантатах, полученных от пациентов, подтвердили выводы экспериментов на клеточных линиях. Количество клеток с высокой кортикальной сократимостью уменьшалось по мере прогрессирования опухоли.

«Это дополнительно указывает на то, что способность клеток тянуть друг друга и удерживаться вместе ослабевает по мере роста опухоли, потенциально увеличивая риск метастазирования».