Att stoppa tumörcellernas rörelse stoppar cancerspridningen
Ny insikt i hur tumörceller rör sig kan i hög grad hjälpa till att utveckla behandlingar för att förhindra spridning av cancer.
Med hjälp av en experimentell modell stoppade forskare från University of Minnesota i Minneapolis cancerceller från att spridas, även efter att cellerna hade förändrat sitt sätt att röra sig.
Chanserna att eliminera cancer är mycket högre om sjukdomen inte har spridit sig bortom den primära tumören.
Cirka 90 procent av cancerrelaterade dödsfall inträffar på grund av metastasering eller tumörers förmåga att invadera närliggande vävnad och sprida sig till andra delar av kroppen.
En behandling som stoppade rörelsen av cancerceller skulle kraftigt förbättra överlevnadsgraden genom att ge läkare mer tid att hantera den primära tumören.
Den nya studien presenterades i tidskriften Naturkommunikation, kan markera ett stort steg mot denna prestation.
”Cancerceller är väldigt lömska”
Forskarna inrättade laboratorieversioner av en tumörmiljö och observerade hur bröstcancerceller rörde sig genom dem.
Med hjälp av droger försökte de stoppa cellerna genom att störa mekanismerna som fungerar som motorer och generera krafter för rörelse.
Till forskarnas överraskning bytte cellerna till ett helt annat sätt att röra sig, vilket fick dem att likna "oserande" klumpar.
"Cancerceller är väldigt lömska", säger seniorförfattaren Dr Paolo P. Provenzano, docent vid University of Minnesota biomedicinsk teknikavdelning. Han medger, "Vi förväntade oss inte att cellerna skulle förändra sin rörelse."
Genom att rikta in sig på båda formerna av cellrörelse samtidigt, stoppade dock forskarna cellerna i deras spår.
Dr Provenzano konstaterar, ”Det är nästan som att vi förstörde deras GPS så att de inte kunde hitta motorvägarna. [...] Cellerna satt bara där och rörde sig inte. ”
Metastas och cellrörelse
Metastas är en komplex process med flera steg. I varje måste vissa villkor vara uppfyllda innan cancer kan utvecklas.
Till exempel under invasion av angränsande vävnad genomgår både tumörcellerna och deras mikromiljö eller extracellulär matris stora förändringar.
De flesta celler har viss förmåga att röra sig genom den extracellulära matrisen som omger dem tack vare en komplex återkoppling av ledtrådar som kallas kontaktvägledning.
Forskare har observerat denna vägledning i olika miljöer, såsom vid sårläkning och generering och regenerering av organ.
Dr Provenzano och hans team säger att kontaktvägledning också hjälper cancerceller att känna och följa vägar i tumörer. De liknar vägledningsmönstren med ”motorvägar” för cancercellinvasion.
Överlevnadsfrekvensen tenderar att vara lägre hos personer som har tumörer med många av dessa mönster.
Författarna till den nya studien noterar att det medicinska samfundet ännu inte har förstått hur cancerceller känner av kontaktvägledningar.
Konstruerade tumörmikromiljöer
För att undersöka hur cellerna känner igen och följer dessa vägar konstruerade teamet 2-D-mikromiljöer som efterliknar vägledande mönster i tumörer.
Att arbeta med konstruerade miljöer påskyndar denna typ av forskning kraftigt.
"Genom att använda dessa kontrollerade nätverksmiljöer kunde vi testa hundratals cellrörelsehändelser i timmar, jämfört med en eller två i samma tidsram genom att avbilda en tumör", förklarar den första studieförfattaren Dr. Erdem D. Tabdanov, som också arbetar vid universitetets biomedicinska avdelning.
Följande korta video från University of Minnesota visar vad som hände när forskarna använde droger för att rikta de motorliknande rörelserna i bröstcancerceller. Cellerna bytte till en flytande, oser-liknande rörelse som förlitar sig på olika mekanismer.
Teamet avser att testa sin metod på andra typer av cancer och sedan starta försök med djur. Om dessa går bra bör försök på människor följa inom några år.
Forskare måste också undersöka andra aspekter av tillvägagångssättet, till exempel effekten på friska celler.
"I slutändan skulle vi vilja hitta sätt att undertrycka cancercellens rörelse samtidigt som immuncellens rörelse förbättras för att bekämpa cancer."
Dr Paolo P. Provenzano
