Hvordan blodstrømmen hjelper kreft til å spre seg
Metastase er spredning av kreft til andre deler av kroppen og den viktigste grunnen til at sykdommen er så alvorlig. Nå avslører helt ny forskning at blodstrømmen er en nøkkelfaktor i denne prosessen.
I et papir som nå er publisert i tidsskriftet Utviklingscelle, beskriver forskerne - som er fra National Institute of Health and Medical Research i Frankrike - sine tester på sebrafisk og mennesker.
Eksperimentene bekreftet at blodstrømmen påvirker stedene der vandrende kreftceller "arresterer" inne i blodkarene.
De beskriver også hvordan disse kreftcellene går ut gjennom blodkarveggene og setter opp sekundære svulststeder.
“En mangeårig idé i felten,” forklarer seniorforfatter Dr. Jacky G. Goetz, leder for laboratoriet ved Universitetet i Strasbourg i Frankrike - der studien ble utført - “er at arrest utløses når man sirkulerer tumorceller. havner i kapillærer med veldig liten diameter bare på grunn av størrelsesbegrensninger. ”
Imidlertid, som Dr. Goetz forklarer, viser deres funn at "fysisk begrensning" ikke er den eneste driveren til metastase, fordi "blodstrømmen har en sterk innvirkning på å la tumorcellene etablere vedheft med karveggen."
Metastase og dens viktigste trinn
Metastase er prosessen der tumorceller avgår og migrerer fra sine primære steder og reiser gjennom lymfesystemet eller blodstrømmen for å etablere sekundære eller metastatiske, svulster i fjerne deler av kroppen.
Metastase er en ledende årsak til kreftdød og av "primær betydning i prognosen til kreftpasienter."
Det er en kompleks prosess og fortsetter som en sekvens av trinn, som hver må fullføres for at den sekundære svulsten skal blomstre. Trinnserien, kjent som "metastatisk kaskade", fortsetter som følger:
- invadere nærliggende sunt vev
- krysser veggene i nærliggende blodkar og lymfeknuter
- reiser gjennom blodet eller lymfesystemet til fjerne deler av kroppen
- arresterer i fjerne, små blodkar eller kapillærer, invaderer veggene og krysser over i det sunne vevet rundt
- så en levedyktig, liten svulst i det sunne vevet
- generere en dedikert blodforsyning ved å dyrke nye blodkar for å mate den nye svulsten
Den nye studien gjelder det fjerde trinnet, der sirkulerende tumorceller arresteres i en kapillær og krysser gjennom endoteliet, eller barrieren til celler som leder karveggene, inn i det omkringliggende vevet.
Studie utforsker ‘mekaniske signaler’ i blod
I studiepapiret forklarer forfatterne at "veldig lite er kjent om hvordan [sirkulerende tumorceller] arresterer og holder seg til endotel av små kapillærer og forlater blodet ved å krysse vaskulærveggen."
Et område som er spesielt uklart, legger de til, er "rollen som spilles av mekaniske tegn i blodet" under dette trinnet.
For studien utviklet forskerne "en original eksperimentell tilnærming" der de merket og fulgte sirkulerende tumorceller mens de reiste gjennom blodkar i sebrafiskembryoer. Modellen tillot dem også å variere og måle blodstrømmen i karene.
Resultatene viste at stedene i blodkarene der de sirkulerende tumorcellene slutter å reise, er nært knyttet til strømningshastigheter.
Forfatterne bemerker at "terskelhastighetsverdien for effektiv vedheft [...] varierer fra 400 til 600 [mikrometer per sekund]."
'Endotelceller krøllet rundt tumorceller'
Teamet fant også at blodstrømmen er avgjørende for "ekstravasasjon", prosessen der tumorcellene går ut av blodkarene.
Dette var tydelig i timelapse-avbildning som viste at endotelceller "krøllet" seg rundt de arresterte tumorcellene i sebrafiskembryoenes blodkar.
“Blodstrøm på dette trinnet er viktig. Uten flyt forekommer ikke endotelombygging. Du trenger en viss mengde strøm for å holde endotelet aktivt slik at det kan omformes rundt svulstcellen. ”
Dr. Jacky G. Goetz
Forskerne kom til de samme resultatene da de observerte fremdriften av hjernemetastaser hos mus.
For dette eksperimentet brukte de en bildebehandlingsteknikk kalt intravital korrelativ mikroskopi, som kombinerer levende cellemodeller med elektronmikroskopi slik at dynamikken kan observeres i et levende dyr.
Strømningskontroller sted, debut av andre svulst
Til slutt bekreftet teamet funnene ved å observere sekundære svulster i hjernen til 100 menneskelige pasienter, hvis primære svulster var i forskjellige deler av kroppen.
Som med sebrafiskmodellen, brukte de en bildebehandlingsteknikk for å kartlegge plasseringen av sekundære svulster.
Da de slo sammen hjernemetastasekartet med et blodstrømskart for en sunn kontrollpasient, fant forskerne at det samsvarte med det de fant i sebrafiskmodellen, og bekreftet at sekundære svulster foretrekker å vokse i områder der blodstrømmen er innenfor et visst område .
Forfatterne konkluderer med at deres funn avslører at blodstrømmen ikke bare kontrollerer plasseringen, men også starten på "metastatisk utvekst."
De vil nå utforske måter å blokkere endotelomdannelse rundt den sirkulerende tumorcellen som en måte å forstyrre utgangen i omkringliggende vev. En slik prestasjon kan forhindre at metastase fullfører trinnene som er nødvendige for vellykket vekst av en sekundær svulst.
