- Krebszellen müssen aus dem Gerüst entkommen, das Tumoren umgibt – eine Struktur, die als extrazelluläre Matrix bezeichnet wird -, um sich auszubreiten
- Die Forscher entdeckten, dass das Layout der Matrix Krebszellen dazu veranlasst, ihre Form zu verändern und ihre Ausbreitungsfähigkeit zu erhöhen
- Patienten mit Melanomtumoren mit diesen Merkmalen hatten kürzere Überlebenszeiten
- Die Ergebnisse könnten Ärzten helfen
- Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, bevor er sich ausbreitet
Wissenschaftler haben einen neuen Weg entdeckt, um vorherzusagen, welche Tumoren aggressiv werden, bevor sie metastasieren und sich um den Körper ausbreiten.
Neue Forschung, veröffentlicht in Naturkommunikation, zeigt, wie Krebszellen durch ihre Umgebung verändert werden, sodass sie ihre Form ändern und aus einem Tumor ausbrechen können. Die Entdeckung ebnet den Weg für Behandlungen, die Krebs angehen, bevor er sich ausbreiten kann.
Tumoren werden durch eine Struktur zusammengehalten, die als extrazelluläre Matrix (ECM) bezeichnet wird und wie das Gerüst in einem im Bau befindlichen Gebäude wirkt.
Ein Team des Institute of Cancer Research, London und BARTS Cancer Institute an der Queen Mary University of London (BCI-QMUL) entdeckte, wie Krebszellen das Layout dieser Gerüststruktur als „Roadmap“ verwenden, um den Tumor zu verlassen. Sie fanden heraus, dass das ECM Veränderungen in den Krebszellen selbst auslöst – ihre Form veränderte und ihre Fähigkeit steigern, in verschiedene Körperteile zu reisen.
Dieser Durchbruch, der den Höhepunkt von fast einem Jahrzehnt der Forschung ist, die am King’s College London begann, bedeutet, dass aggressive Tumoren, die wahrscheinlich metastasiert werden, jetzt in einem früheren Stadium leichter identifiziert werden können – so dass Kliniker die Behandlung früher anpassen können. Derzeit sind Medikamente in der Entwicklung, um das Layout des ECM sowie die Gene zu zielen, die diese Zellformveränderungen vorantreiben – was den Krebs in seinen Spuren stoppen könnte, bevor er dem Tumor entkommen und sich ausbreiten kann.
Das Team, das von Cancer Research UK und BARTS -Wohltätigkeitsorganisation finanziert wurde und am Institut für Krebsforschung (ICR) im Brustkrebs Toby Robins Research Center arbeitet, untersuchte das Tumorgewebe von 99 Patienten mit Melanom -Hautkrebs und Brustkrebs.
Sie sahen, dass das ECM in drei verschiedenen Bereichen des Tumors unterschiedlich angelegt wurde. Wie das Gerüst besteht das ECM aus einer Reihe von Komponenten, einschließlich stabähnlicher Fasern. In der Mitte des Tumors wurden die Fasern ausgebreitet und unorganisiert, während sie an der Grenze dicht gepackt und dicker waren. An der äußersten Grenze des Tumors wurden die Fasern angeordnet und zeigten vom Tumor weg und lieferten die “Spuren”, damit die Krebszellen folgen konnten, wenn sie aus dem Tumor entkommen. An dieser äußersten Grenze des Tumors wurden die Krebszellen abgerundet – eine invasivere Zellform.
Das Team testete, ob die Bedingungen an der Grenze des Tumors die Krebszellen aggressiver machen. Sie bauten Melanomkrebszellen in einem Modell dieser Erkrankungen an und injizierten sie Mäusen. Krebszellen, die unter diesen Bedingungen gezüchtet wurden, breiteten sich eher auf die Lunge und die Metastasie aus als Melanomzellen, die unter Kontrollbedingungen mit unorganisierten Fasern gezüchtet wurden.
Die Forscher sahen Unterschiede in der Art der Gene, die in den Zellen vorhanden sind, je nachdem, woher sie im Tumor stammten. Die Zellen am Rand des Tumors hatten mehr Gene, die mit der Zellmigration, der Rundung der Zellform und der Entzündung verbunden waren – alle machten die Zellen aggressiver und überleben wahrscheinlich.
Vergleich dieser Ergebnisse mit Krebsarten von Patienten mit 14 verschiedenen Tumortypen, einschließlich Melanom, Brust, Pankreas, Lungenkrebs und Glioblastom – einem aggressiven Hirnkrebs – fanden die Forscher fest, dass ein höheres Vorhandensein dieser Gene mit einer kürzeren Überlebenszeit in Verbindung gebracht wurde.
Die Forscher sagen, dass diese Ergebnisse neue Wege für die Behandlung eröffnen, um Krebs zu bekämpfen, bevor er sich ausbreiten kann, wie Arzneimittel, die auf Lysyloxidase (LOX) abzielen, die sich bereits in klinischen Studien für andere Erkrankungen befinden. Diese Medikamente arbeiten mit einem Enzym, das die Matrix stabilisiert, die in der Grenzregion von Tumoren häufiger vorkommt.
Professor Victoria Sanzen Moreno, Professorin für Krebszellen- und Metastasierungsbiologie am Institut für Krebsforschung, London, sagte die Studie:
„Unsere Forschung hat die Roadmap aufgedeckt, die Krebszellen folgen, um aus einem Tumor auszubrechen, sodass es einen sekundären Tumor an anderer Stelle im Körper verursacht. Nachdem wir diese Roadmap verstehen, können wir versuchen, verschiedene Aspekte davon abzuzielen, um aggressive Krebserkrankungen zu verhindern, sich zu verbreiten.
„Die Fasern in der Struktur, die den Tumor umgeben, sind dichter und sind wie ein Weg, den Zellen folgen, umso weiter, je weiter am Rand des Tumors wir nachsehen. Zukünftige Forschungsarbeiten sollten untersuchen, wie sich auf diese Anordnung abzielen, um zu verhindern, dass Krebszellen entkommen und diesem Weg folgen können. Wir können auch feststellen, dass das Abzählen dieser dichten Anordnung von Fasern bedeutet, dass andere Medikamente Krebszellen leichter erreichen können, was die Funktionsweise von Behandlungen verbessern kann. “
Dr. Oscar Maiques Group Leader und Dozent für digitale Pathologie am BARTS Cancer Institute der Queen Mary University of London, sagte:
„Diese Studie ist der Höhepunkt von fast einem Jahrzehnt Forschung, um zu verstehen, wie Krebszellen mit ihrer Umgebung interagieren, die als extrazelluläre Matrix bekannt ist.
„Wir sehen, dass verschiedene Regionen des Tumors unterschiedliche Informationen über das zukünftige Verhalten dieses Krebses enthalten. Wenn die Kliniker den Tumor biopsien, zeigt unsere Untersuchungen, dass das, was an der Außenseite des Tumors liegt, genauso wichtig ist wie das, was sich im Zentrum befindet – da dies entscheidende Informationen darüber enthält, ob sich ein Krebs wahrscheinlich ausbreitet. “
Professor Kristian Helin, Geschäftsführer am Institute of Cancer Research, London, sagte:
„Wir wissen, dass die meisten Todesfälle von Krebs auftreten, weil sich Krebs vom ursprünglichen Tumor auf andere Körperteile ausgebreitet hat. An diesem Punkt wird es viel schwieriger zu behandeln. Um bessere Behandlungen für Krebspatienten zu entwickeln, müssen wir das komplexe Ökosystem verstehen, in dem es tätig ist. Diese Forschung zeigt, wie sich die Umgebung eines Tumors die darin enthaltenen Krebszellen verändert und sie ermöglicht, sich auszubreiten. Ich hoffe, dass weitere Forschungen zur Entwicklung von Behandlungen führen, die auf diese Wechselwirkungen abzielen und die Verbreitung von Krebs verhindern. “
Dr. Iain Foulkes, Geschäftsführer von Forschung und Innovation bei Cancer Research UK, sagte:
„Das Verständnis, wie sich Krebs ausbreitet, ist entscheidend für die Suche nach Behandlungen, die die Weiterentwicklung der Krankheit verhindern können. Diese Untersuchung zeigt, wie viel Krebs auf das Gerüst um sie herum beruht, um sich anderswo zu bewegen und sich zu verbreiten. Durch die Reduzierung dieses Gerüsts könnte die Möglichkeiten der Möglichkeit, die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Behandlung zu verbreiten und zu verbessern, die weitere Forschungsergebnisse entziehen, was hofft, dieses Ziel zu erreichen. “
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