Найчастіше засновником вторинної пухлини стає одиночна клітина, а ціла група злоякісних «колонізаторів».
Про метастази знають всі: одна з найнеприємніших особливостей злоякісних пухлин - їх здатність розсилати власних «послів» в самі різні тканини і органи. «Послами» працюють клітини, які покинули рідну пухлина і відправилися блукати по кровоносних і лімфатичних судинах; знайшовши якусь підходяще місце, такі клітини зупиняються і дають початок новій пухлини.
Клітка раку молочної залози. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)
Метастаз у легенях миші, що прийшов сюди від пухлини молочної залози; злоякісні клітини світяться зеленим і червоним. (Фото Breanna Moore, Cheung laboratory, Fred Hutchinson Cancer Research Center.)
<
>
Завжди вважалося, що такі «колонізатори» ходять поодинці. Однак з часом накопичувалося все більше даних про те, що це не так. І ось дослідники з Інституту Джонса Хопкінса вирішили прямо перевірити, в якому вигляді метастазне клітини мандрують по організму. Суть експерименту була в наступному: брали двох мишей, одну - з пухлиною молочних залоз, іншу - без, і пересаджували пухлина від однієї до іншої.
Фокус полягав у тому, що хвора миша несла додаткову генетичну модифікацію, через яку її клітини при опроміненні певною довжиною хвилі світилися зеленим або червоним. Тобто пухлинні клітини, які опинилися в здоровому тварину, легко можна було знайти за світінням. Потім залишалося тільки спостерігати, як в новій миші будуть поширюватися світяться метастази від пересадженою пухлини - по інтенсивності випромінювання можна було визначити, скільки клітин світиться в тому чи іншому місці.
У статті в PNAS Ендрю Івальді (Andrew J. Ewald) і його колеги пишуть, що велика частина клітин «колонізаторів» відправлялися в дорогу не одні, а цілою компанією, або, якщо завгодно, бандою; одинаків серед них було всього 3%. Метастази від раку молочної залози зазвичай з'являються в легенях, проте автори роботи спостерігали за раковими клітинами не в пункті призначення (так як тоді важко було б зрозуміти, чи то це тільки що прибулі клітини, то вони вже встигли вкоренитися і почали розростатися), а поруч з первинної пухлиною. Очевидно, що світяться клітинні грудки, які з'являлися в розташованих біля неї кровоносних судинах і тканинах, як раз тільки-тільки сформувалися і були ще на початку своєї подорожі.
Подальші досліди показали, що ракові клітини не просто так збиваються в групи. Коли їх помістили в спеціальний живильний гель, що імітує тканини навколо молочної залози, то саме кластерам клітин найчастіше вдавалося дати початок великої колонії: в гелі «вторинна пухлина» від клітинної групи виникала в 15 разів частіше, ніж від одиночної клітини. Коли те ж саме повторили в мишах, то різниця виявилася ще сильніше: кластери перетворювалися в великі пухлинні вогнища в 100 разів частіше, ніж клітини-одинаки.
Тобто «колонізаторам» ходити групою дійсно вигідніше. За словами дослідників, в мандрівних клітинних кластерах високий рівень білка K14, а в великих пухлинах і розрослися метастази його мало. Тобто K14, очевидно, служить перемикачем: якщо його стає багато, то в клітинах запускається метастазне програма, яка спонукає їх тимчасово перестати ділитися і відправитися в шлях. По ходу справи та ж програма допомагає їм пристосуватися до нових умов.
У одиночній клітини, ймовірно, молекулярні процеси для метастазування працюють з перебоями - через брак K14. Зараз більшість ліків націлені проти «звичайних», діляться ракових клітин; можливо, для більшої ефективності протиракової терапії потрібно підібрати такі речовини, які призначалися б саме для блукаючих клітин - адже вони в силу деяких молекулярних особливостей можуть успішно ухилятися від дії стандартних хіміотерапевтичних препаратів.
