Клітини пухлини на найраніших стадіях хвороби починають знищувати клітини судин, попутно виходячи в кровотік і розселяючись по всьому організму.
Рак підшлункової залози вважається одним з найнебезпечніших. Одна з найбільш його неприємних особливостей полягає в тому, що він з легкістю метастазує: пухлинні клітини відправляються в подорож по кровоносних судинах на дуже ранніх стадіях розвитку пухлини, задовго до того, як хворобу взагалі діагностують.
При цьому відомо, що в самій пухлині підшлункової залози кровоносні судини майже не формуються - можна сказати, що вона майже не підключена до загального кровотоку. Від такої пухлини важко позбутися, тому що ліки до неї не підберуться. І попутно виникає питання, як пухлинним клітинам вдається так енергійно поширюватися по тілу.
Щоб зрозуміти, чому пухлина підшлункової залози виявляється майже без судин, дослідники з Гарварду, Бостонського університету та Університету Пенсільванії скористалися методом, в якому шматочок живої тканини вирощують на невеликій пластиковій платформі-чіпі з мікроканалами. В один канал посадили клітини мишиного раку підшлункової залози, в інший - клітини ендотелію, які вистилають зсередини кровоносні судини; простір між каналами заповнили масою зі сполучного білка колагену.
Через кілька днів, як говориться в статті в Science Advances, пухлинні клітини почали проростати крізь колаген до «капіляра» - до каналу на чіпі, вистланному ендотеліальними клітинами. Злоякісні клітини поширювалися вздовж каналу, оточували його з усіх боків і зрештою проникали в «судинну» стінку. У клітинах «посудини», з якими стикалися ракові клітини, включалася програма клітинного самогубства, так що в результаті виходило, що ракові клітини просто захоплювали посудину. (Те ж саме відбувалося і в експериментах з живими мишами, і, швидше за все, те ж саме відбувається і у людей з раком підшлункової залози.)
Очевидно, хоча пухлинні клітини і знищують судини, їм при цьому легко піти в кров і відправитися колонізувати нові тканини. І якщо пухлинні клітини з самого початку починають захоплювати кровоносні судини, то зрозуміло, чому рак підшлункової залози починає розселятися по організму з найбільш ранніх стадій.
Авторам роботи вдалося також з'ясувати, які молекулярні механізми при цьому спрацьовують. Ракові клітини витісняли судинні за допомогою сигнального шляху, пов'язаного з білком TGF-^ (трансформуючим ростовим фактором бета). У TGF-^ багато функцій, і серед іншого він регулює ділення клітин; неправильно працюючий сигнальний шлях TGF-^ можна виявити в злоякісних пухлинах різних видів. В даному випадку, коли чіп з пухлинними клітинами і «капіляром» обробляли речовиною, що пригнічувала роботу TGF-^, то ракові клітини вже не так активно атакували «капіляр». І якщо та ж речовина, переважна TGF-лад, давали мишам з пухлиною, то в пухлині виявлялося більше кровоносних судин - вона не могла всередині самої себе їх захопити.
Білок TGF взаємодіє з різними рецепторами на поверхні клітин; але і самі рецептори всередині клітини передають сигнали на різні білки-партнери. Дослідники визначили у судинних клітин і конкретний рецептор, і його внутрішньоклітинного партнера, які приймають сигнал до знищення від TGF.
Можна підібрати речовини, які цілеспрямовано відключатимуть у судинних клітинах і цей рецептор, і той білок, який приймає від нього нехороший сигнал. Такі препарати могли б допомогти в лікуванні раку підшлункової залози: вони не давали б раку метастазувати і поглинати кровоносні судини, через які в пухлину надходять ліки.