Чтобы проникнуть в здоровую ткань, опухолевые клетки должны покинуть саму опухоль и попасть в кровоток или лимфатическую систему. Для этого они используют определенные ферменты, протеазы, которые разрушают ткань, окружающую опухоль, тем самым открывая путь опухолевым клеткам к кровеносным или лимфатическим сосудам. Чтобы держать протеазы под контролем, организм вырабатывает ингибиторы, такие как белок TIMP-1, которые мешают протеазам в их работе.
Но во время развития метастазов контрольная функция этого ингибитора, по-видимому, не только не работает, но и колеблется в противоположном направлении и фактически способствует образованию метастазов. Наблюдения за многочисленными онкологическими больными показали, что высокие уровни ингибитора ТИМП-1 в крови не замедляют распространение рака. Напротив, это фактически ускорило прогрессирование болезни. Исследовательская группа под руководством проф. Ахим Крюгер из Института молекулярной иммунологии и экспериментальной онкологии Klinikum rechts der Isar теперь смог экспериментально объяснить это противоречие, пролив свет на механизм, который приводит к образованию метастазов в печени.
Ниша для раковых клеток
Вместе со своей командой он обнаружил, что высокая концентрация ингибитора ТИМП-1 вызывает локальное воспаление в ткани печени. В ответ иммунные клетки, известные как нейтрофилы, мигрируют в орган. Опухолевые клетки, циркулирующие в организме в кровотоке, затем используют эти клеточные и молекулярные изменения, чтобы оседать в печени и образовывать метастазы. "ТИМП-1 создает зону в ткани печени, в которой преобладают благоприятные условия для раковых клеток – фатальное развитие для очень раннего распространения первичной опухоли," Крюгер объясняет.
После того, как ученые обнаружили этот способствующий метастазированию эффект TIMP-1, им удалось выяснить механизм дальнейшего и даже предотвратить его. Используя модель на животных, они обнаружили, что ТИМП-1 рекрутирует иммунные клетки, увеличивая уровни конкретной сигнальной молекулы в печени. Эта сигнальная молекула связывается с рецептором, создавая идеальные условия для раковых клеток. Используя фармакологические вещества и антитела, исследователи смогли заблокировать это взаимодействие между сигнальной молекулой и ее рецептором, тем самым экспериментально подавив метастатический процесс.
Крюгер резюмирует результаты исследования следующим образом: "Раннее метастазирование опухолевых клеток обычно является критическим этапом в развитии рака. Если мы сможем предотвратить образование метастазов в печени, по крайней мере, на животной модели, это станет важным шагом на пути к разработке новых методов лечения онкологических больных."