Modul în care fluxul sanguin ajută la răspândirea cancerului
Metastaza este răspândirea cancerului în alte părți ale corpului și principalul motiv pentru care boala este atât de gravă. Acum, cercetările noi arată că fluxul sanguin este un factor cheie în acest proces.
Într-o lucrare care a fost publicată acum în jurnal Celula de dezvoltare, oamenii de știință - care sunt de la Institutul Național de Sănătate și Cercetare Medicală din Franța - descriu testele lor pe pești zebră și pe oameni.
Experimentele au confirmat faptul că fluxul sanguin influențează locațiile în care celulele canceroase migratoare se „arestează” în interiorul vaselor de sânge.
De asemenea, ele detaliază modul în care aceste celule canceroase ies prin pereții vaselor de sânge și configurează site-uri tumorale secundare.
„O idee de lungă durată în domeniu”, explică autorul principal al studiului Dr. Jacky G. Goetz, șeful laboratorului de la Universitatea din Strasbourg din Franța - unde a fost realizat studiul - „este că arestarea se declanșează atunci când circulă celulele tumorale ajung în capilare cu un diametru foarte mic, pur și simplu din cauza constrângerilor de dimensiune. ”
Cu toate acestea, după cum explică dr. Goetz, descoperirile lor arată că „constrângerea fizică” nu este singurul factor determinant al metastazei, deoarece „fluxul sanguin are un impact puternic asupra permiterii celulelor tumorale să stabilească aderența cu peretele vasului”.
Metastaza și pașii săi principali
Metastaza este procesul prin care celulele tumorale pleacă și migrează de la locurile lor primare și se deplasează prin sistemul limfatic sau fluxul sanguin pentru a stabili tumori secundare sau metastatice în părți îndepărtate ale corpului.
Metastaza este principala cauză de deces prin cancer și de „importanță primară în prognosticul pacienților cu cancer”.
Este un proces complex și se desfășoară ca o succesiune de pași, fiecare dintre aceștia trebuind finalizați pentru ca tumora secundară să înflorească. Seria de pași, cunoscută sub numele de „cascadă metastatică”, se desfășoară după cum urmează:
- invadând țesutul sănătos din apropiere
- traversând pereții vaselor de sânge și ganglionilor limfatici vecini
- călătorind prin fluxul sanguin sau sistemul limfatic către părți îndepărtate ale corpului
- arestarea în vase de sânge mici sau îndepărtate sau capilare, invadarea pereților lor și trecerea în țesutul sănătos din jur
- însămânțând o tumoare viabilă, mică în țesutul sănătos
- generând un aport de sânge dedicat prin creșterea de noi vase de sânge pentru a hrăni noua tumoră
Noul studiu se referă la al patrulea pas, în care celulele tumorale circulante se opresc într-un capilar și traversează endoteliul lor, sau bariera celulelor care acoperă pereții vaselor, în țesutul înconjurător.
Studiul explorează „reperele mecanice” din sânge
În lucrarea lor de studiu, autorii explică faptul că „se știe foarte puțin despre modul în care [celulele tumorale circulante] se opresc și aderă la endoteliul capilarelor mici și părăsesc fluxul sanguin traversând peretele vascular.”
Un domeniu care este deosebit de neclar, adaugă ei, este „rolul jucat de indicii mecanici întâlniți în sânge” în acest pas.
Pentru studiul lor, oamenii de știință au dezvoltat „o abordare experimentală originală” în care au marcat și au urmat celulele tumorale circulante în timp ce călătoreau prin vasele de sânge din embrioni de pește zebră. Modelul le-a permis, de asemenea, să varieze și să măsoare fluxul de sânge în vase.
Rezultatele au arătat că locațiile din vasele de sânge la care celulele tumorale circulante nu mai călătoresc sunt strâns legate de debitele.
Autorii notează că „valoarea pragului de viteză pentru o aderență eficientă […] variază de la 400 la 600 [micrometri pe secundă].”
„Celule endoteliale ondulate în jurul celulelor tumorale”
Echipa a constatat, de asemenea, că fluxul sanguin este esențial pentru „extravazare”, procesul prin care celulele tumorale ies din vasele de sânge.
Acest lucru a fost evident în imagistica timelapse care a arătat celulele endoteliale „curbate” în jurul celulelor tumorale arestate în vasele de sânge ale embrionilor de pește zebră.
„Fluxul de sânge la acest pas este esențial. Fără flux, remodelarea endotelială nu are loc. Aveți nevoie de o anumită cantitate de flux pentru a menține endoteliul activ, astfel încât să poată fi remodelat în jurul celulei tumorale. ”
Dr. Jacky G. Goetz
Cercetătorii au ajuns la aceleași rezultate atunci când au observat progresul metastazelor cerebrale la șoareci.
Pentru acest experiment, au folosit o tehnică imagistică numită microscopie corelativă intravitală, care combină modele de celule vii cu microscopie electronică, astfel încât dinamica să poată fi observată la un animal viu.
Fluxul controlează locul, debutul celei de-a doua tumori
În cele din urmă, echipa a confirmat constatările prin observarea tumorilor secundare în creierul a 100 de pacienți umani, ale căror tumori primare se aflau în diferite părți ale corpului.
Ca și în cazul modelului de pește zebră, aceștia au folosit o tehnică de imagistică pentru a cartografia localizările tumorilor secundare.
Când au combinat harta metastazelor cerebrale cu o hartă a fluxului sanguin al unui pacient sănătos de control, cercetătorii au descoperit că se potrivește cu ceea ce au găsit în modelul peștilor zebră, confirmând că tumorile secundare preferă să crească în zonele în care fluxul sanguin se află într-un anumit interval .
Autorii concluzionează că descoperirile lor arată că fluxul sanguin controlează nu numai locația, ci și apariția „creșterii metastatice”.
Ei doresc acum să exploreze modalități de a bloca remodelarea endoteliului în jurul celulei tumorale circulante ca o modalitate de a perturba ieșirea sa în țesutul înconjurător. O astfel de realizare ar putea împiedica metastaza să finalizeze pașii necesari pentru dezvoltarea cu succes a unei tumori secundare.
