Трехмерная культура клеток рака молочной железы человека с ДНК, окрашенной синим цветом, и белком на мембране клеточной поверхности, окрашенным в зеленый цвет. Изображение создано в 2014 году Томом Мистели, Ph.D., и Карен Миберн, доктор философии.D. в NIH IRP.
Более 43000 американских женщин умрут от рака груди в этом году. Большинство этих смертей произойдет после того, как рак распространился на другие органы, и этот процесс называется метастазированием. Это включает как минимум пять основных шагов. Два первых шага – это вторжение в базальную мембрану и миграцию клеток, а затем движение раковой клетки через стенку в кровеносный или лимфатический сосуд, чтобы начать свое путешествие.
Изучая ткани рака молочной железы, положительные по рецепторам эстрогена, у женщин, Bin Ren, M.D., Ph.D., адъюнкт-профессор хирургии Университета Алабамы в Бирмингеме впервые обнаружил свидетельство ранее незамеченного местоположения стволовых клеток рака груди в микросреде опухоли на стадии миграции клеток. Раковые стволовые клетки, по-видимому, накапливаются возле опухолевой артериолы, небольшой ветви артерии непосредственно перед капиллярами.
Рен называет это артериолярной нишей и говорит, что это может быть важным сосудистым микроокружением опухоли для подготовки раковых клеток к метастазированию не только при раке груди, но и при других высокоангиогенных формах рака, таких как глиобластома, рак легких, злокачественная меланома и нейроэндокринный рак поджелудочной железы.
Стволовые клетки рака груди – субпопуляция раковых клеток – наиболее агрессивны в отношении метастазирования, роста и устойчивости к лекарствам.
В исследовании Рена, опубликованном в журнале Communications Biology, исследователи обнаружили доказательства перекрестного взаимодействия между стволовыми клетками рака груди и эндотелиальными клетками артериол, используя лизофосфатидную кислоту / протеинкиназу D или сигнальный путь LPA / PKD-1. Наблюдалось, что этот сигнальный путь способствует появлению раковых стволовых клеток и потенциальному развитию артериолярной ниши с использованием тканей рака груди человека, моделей рака груди у мышей и эндотелиальных клеток сосудов из генетически модифицированных мышей и культур клеток.
На основании своих выводов исследователи предлагают механистическую модель. Двунаправленные взаимодействия с использованием передачи сигналов LPA / PKD-1 способствуют артериолярной дифференцировке эндотелиальных клеток в микроокружении опухоли, самообновлению раковых стволовых клеток, прогрессированию и метастазированию рака груди, вероятно, за счет дифференциальной регуляции транскрипции CD36.
«Мы думаем, что эта ниша важна, и она может существовать при других формах рака с обильным ростом новых кровеносных сосудов», – сказал Рен. «Эти исследования показывают, что передача сигналов LPA / PKD-1 может играть важную роль в прогрессировании опухоли и распространяться на другие органы, такие как легкие, за счет развития артериолярной ниши для улучшения самообновления раковых стволовых клеток и прямого стимулирования признаков стволовости. раковых клеток. Нацеливание на сигнальный путь LPA / PKD-1 CD36 может иметь терапевтический потенциал для сдерживания прогрессирования опухоли и метастазирования путем разрушения артериолярной ниши и эффективного устранения раковых стволовых клеток.”