Исследование, опубликованное в журнале Nature Materials, показывает, как изменения в структуре тканей способствуют метастазированию раковых клеток. Эта работа поможет в поиске лекарств, которые предотвратят распространение раковых клеток по организму.

Все ткани человеческого организма имеют белковый каркас, который поддерживает их структуру — внеклеточный матрикс. С возрастом этот каркас деградирует, что приводит к появлению признаков старения, таких как морщины. Раковые клетки могут повреждать белковые структурирующие элементы, превращая их в каналы метастазирования. Ученые называют такие каналы супермагистралями — этот термин заимствован из телекоммуникационной отрасли и обозначает информационную сеть, по которой с высокой скоростью передаются данные.

«Эти супермагистрали обеспечивают пути для выхода раковых клеток из опухолей и распространения по тканям, что может иметь катастрофические последствия для больного, — говорит Даниэль Парк, специалист по онкологии и один из авторов работы. — Понимая больше о том, как формируются такие структуры, мы можем затем искать способы остановить их рост и заблокировать распространение раковых клеток».

Соединив данные лабораторных экспериментов и компьютерного моделирования, ученые обнаружили, что форма белкового каркаса зависит от особенностей взаимодействия фибробластов — клеток соединительной ткани, которые секретируют молекулы — предшественники структурных белков эластина и коллагена. Взаимодействие этих клеток регулируется фактором транскрипции AP-2-гамма, или TFAP2C.

Молекула TFAP2C опосредованно контролирует миграцию и способ контакта фибробластов через экспрессию белка RND3, который локализуется в зонах межклеточных столкновений. RND3 — важный фактор в обеспечении анизотропии внеклеточного матрикса: это характеристика, которая состоит в различиях свойств среды в зависимости от направления.

В случае с внеклеточным матриксом анизотропия заключается в том, что в нем неравномерно накапливаются белки, которые служат лигандами для интегриновых рецепторов различных клеток и тем самым определяют направление миграции этих клеток. Подавление экспрессии TFAP2C приводит к нарушению синтеза RND3 и, как следствие, к формированию изотропного матрикса, в котором «белки миграции» распределены равномерно. Таким образом, блокирование TFAP2C фактически не позволяет формировать супермагистрали для распространения раковых клеток.

Эта работа раскрывает новые подробности механизмов метастазирования раковых опухолей. Кроме того, полученные в процессе исследования данные помогут создать препараты, блокирующие распространение метастазов в организме.