Щоб потрапити в потрібний орган, пухлина посилає в нього молекулярні посилки зі спеціальним білковим кодом, які готують здорову тканину до появи ракових клітин.
Пухлинні метастази з'являються не де попало: якимось органам «щастить» більше, якимось - менше. Очевидно, все залежить і від типу раку, і від типу тканини, куди може прийти ракова клітина, і ще від якихось факторів. Питання, чи можна вгадати, де виникне метастаз - один з головних в онкології, і до того ж один з найстаріших. Британський лікар Стівен Паже ще 126 років тому запропонував свою «теорію насіння і ґрунту», в якій роль насіння відводилася розсіяним по організму раковим клітинам, а роль ґрунту - тому чи іншому органу. Щоб метастаз вкорінився, «ґрунт» повинен бути «родючим», тобто фізіологічні умови тут повинні бути сприятливі для злоякісних клітин.
Міжнародна команда дослідників з Іспанії, США, Японії, Португалії та низки інших країн показала, що тут важливу роль відіграють екзосоми - мембранні бульбашки, що виділяються раковими клітинами в міжклітинний простір. Він несуть в собі різні регуляторні молекули, які налаштовують фізіологію і біохімію тканини до приходу ракових клітин. (Більше того, екзосоми можуть навіть перетворити нормальну клітку на злоякісну за допомогою мікрорегуляторних РНК, що впливають на активність генів.) Але мембранних бульбашок пухлина викидає величезну кількість, а між тим тільки деякі з них проникають в клітини органу, і знову ж таки не всякого, а цілком конкретного.
Щоб зрозуміти, як екзосоми вибирають орган-мішень, Аюко Хосіно (Ayuko Hoshino) з медичного відділення Корнельського університету та її колеги вибрали кілька різновидів ракових клітин, про які зараз вже достовірно відомо, що вони схильні метастазувати у цілком певні місця: наприклад, переважно в легені, або в печінку, або в мозок. З безлічі білків, які містяться в екзосомах обраних клітин, автори роботи вирішили проаналізувати інтегрини. Їх функція - сидіти на зовнішній клітинній мембрані, забезпечувати контакт клітини з сусідами і приймати сигнали із зовнішнього середовища. Очевидно, що контакт між раковим агентом і здоровою тканиною повинен би здійснюватися саме за допомогою таких контактних білків.
Дійсно, виявилося, що екзосоми несли з собою специфічний набір інтегринів: ті, які йшли в легені, відрізнялися від тих, що йшли в печінку. Вище ми говорили, що мембранні бульбашки несуть в собі молекулярні інструкції, які повинні підготувати орган для приходу ракової клітини; орган же повинен бути суворо визначеним. Виходить наступна схема: екзосоми за допомогою специфічного інтегринового «поштового коду» на своїх мембранах взаємодіють тільки з потрібною тканиною, і інструкції, відповідно, повідомляють тільки потрібному адресату - це і є та сама «підготовка ґрунту», про яку говорив Стівен Паже. Ракові «насіння», розсіяні по організму, звичайно, будуть проходити через всілякі тканини і органи, але осісти зможуть тільки там, де екзосоми провели підготовчу роботу.
У статті в Nature йдеться, що коли у мембранних бульбашок штучно змінювали склад інтегринів, то вони йшли не в той орган, якому призначалися, а в інший, а слідом за ними приходили і ракові клітини - так, наприклад, ті, які повинні були метастазувати в кістки, раптом вирушали в легкі. Якщо ж інтегрини взагалі блокували, то ймовірність формування метастазів падала. В експериментах використовувалися пухлинні клітини миші і людини, за формуванням метастазів стежили на мишах, а для аналізу екзосом брали ще й плазму крові онкохворих.
Є надія, що за складом екзосомних інтегринів у крові можна буде досить достовірно передбачити, для якого органу ризик метастазів особливо високий, однак для того, щоб такий метод увійшов у клінічну практику, потрібно провести ще досить багато клінічних досліджень з великою статистикою. Хоча не виключено, що за допомогою нових даних ми в найближчому майбутньому зможемо не тільки передбачати локалізацію метастазу, але і взагалі запобігати їх появі.
За матеріалами іспанського Національного центру з дослідження раку.