Команда исследователей под руководством Сергея Ткачева, младшего научного сотрудника Института регенеративной медицины Сеченовского Университета, доказала, что инвазия опухоли — это не просто разрушение тканей, а сложный адаптивный процесс коллективной миграции. Исследование наших ученных опубликовано в международном рецензируемом журнале Cancers.
Результаты исследования позволяют предположить, что в ходе прогрессии опухоли возникает активация древних программ, которые делают поведение клеток похожим на поведение социальных амеб (известные как грибы-слизевики) Dictyostelium и Fonticula alba. Раковые клетки, подобно древним колониальным организмам, организовано перемещаются, формируют вторичные колонии и коллективно вторгаются в органы и ткани.
Впервые теорию о циклическом распространении рака и реципрокном взаимодействии между опухолью и окружающими тканями выдвинул исследователь-онколог Питер Фридл в 2011 году. Российские ученые провели первое исследование в мире, которое подтвердило эту теорию.
В ходе него использовали ортотопическую модель плоскоклеточного рака пищевода, которая была получена от пациентов. Фрагменты опухоли пересаживали иммунодефицитным мышам. Это позволило воспроизвести процесс инвазии и метастазирования.
Затем при помощи рентгеновской микротомографии и гистологического исследования сопоставимых проекций исследователи смогли детально изучить, как раковые клетки проникают в окружающие ткани, формируют метастазы и взаимодействуют с микроокружением.
В результате было установлено, что инвазия опухоли — это сложный адаптивный процесс коллективной миграции, а не просто разрушение тканей.
Клетки опухоли обладают исключительной адаптивной фенотипической пластичностью и могут менять свою форму, свойства и поведение в зависимости от окружения. Это позволяет им эффективно преодолевать барьеры и выживать даже в условиях недостаточного количества кислорода или агрессивного лечения.
Адаптивная фенотипическая пластичность также обеспечивает циклическое распространение рака. Метастазы, которые образовались на расстоянии от первичной опухоли, могут стать новыми центрами роста и инвазии, что поддерживает процесс распространения. В результате этот механизм превращает рак в самоподдерживающуюся сеть. Поэтому возникают сложности при лечении метастатических опухолей.
Одним из открытий стало обнаружение различных паттернов инвазии, к примеру формирование пальцевидных выростов (finger-like projections). Ранее они были недоступны для изучения в двухмерных гистологических срезах.
Над проектом работала мультидисциплинарная команда ученых со всей России: Сергей Ткачев, Петр Тимашев из ПМГМУ им. И.М. Сеченова, Владимир Бросалов из Медицинского института ПГУ, Олег Кит, Алексей Максимов, Анна Гончарова из НМИЦ онкологии Минздрава России (Ростов-на-Дону), Евгений Садырин из ДГТУ, Александр Дарин из ИМБ РАН, Елена Попова из ФНКЦ ФМБА России, Антон Осипенко из СибГМУ, Николай Карнаухов и Марк Волошин из МКНЦ им. А.С.Логинова.
