A rákhalálozások legnagyobb részét nem az elsődleges daganatok, hanem az áttétek, orvosi szóval a metasztázisok okozzák. Az áttétképződés folyamatát azonban ma még nem értik eléggé, így szükség lenne a folyamat egyes lépéseinek alaposabb tisztázására. Ebben segíthet egy új eszköz, amely a tumorok mikrokörnyezetét modellezi, és le lehetett filmezni a segítségével, amint egy ráksejt épp átbújik egy mesterséges érfalon.
Rákkutatással kapcsolatos anyagaink:
Magyar rákkutatót is meghívtak a giga technológiai világkiállításra Szaúd-Arábiába
A daganatsejtek DNS-ének feldarabolása is hatékony lehet a rákkezelésben
Gyógyszer nélkül is lehetne pusztítani a rákot
Az áttétek kialakulása - a tumorsejtek elvándorlása az elsődleges daganattól a távolabbi szervek, szövetek felé - többféleképpen is végbemehet. Az egyik lehetőség, ha a tumorsejt a nyirokrendszeren keresztül terjed tovább, a másik pedig, ha a vérereket használja a terjedésre. Ez utóbbit modellezte egy ötletes szerkezettel a Johns Hopkins University kutatója, Andrew D. Wong, aki egyben le is filmezte azokat a pillanatokat, amikor a ráksejt átbújik az érfalon.
Wong elsőként a kötőszöveti sejteket körülvevő, fehérjékből és szénhidrátokból felépülő hálózatot, az úgynevezett extracelluláris mátrixot másolta le. Ez veszi körül az egészséges és a daganatos sejteket, így az áttétképzés kezdeti fázisaiban először ebben a közegben kell mozognia a terjedni kívánó daganatsejtnek. A kutató ezt követően egy mesterséges eret is létrehozott, amelyen majd át kell kelnie a daganatsejtnek ahhoz, hogy bekerülhessen a véráramba. A mesterséges ér fala endoteliális sejtekből épült fel, amelyek az emberi szervezetben található erek falát is határolják. Az érben egy tápanyagokat tartalmazó folyadékot is keringettek, hogy minél pontosabban lemásolják az emberi vérkeringést.
A mesterséges eret és az extracelluláris mátrixot egy átlátszó chipbe helyezték, a chiphez pedig két vékony csövecskét illesztettek, amely biztosította az érfolyadék folyamatos áramlását. A daganatok áttétképzése során lezajló folyamatokat emberi emlőráksejtekkel modellezték, amelyeket az extracelluláris mátrixba, az érfal közelébe helyeztek. A kísérletek egy részében csak egyetlen emlőráksejtet juttattak a chipbe, máskor pedig egyszerre többet is. A daganatsejteket fluoreszcens festékkel jelölték meg, majd az élő sejtek vizsgálatára is képes mikroszkópos rendszerrel követték nyomon a mozgásukat.
A mikroszkóphoz egy videokamerát is csatlakoztattak, amellyel sikerült rögzíteni, ahogyan az egyik daganatsejt - két nap elteltével - egyszer csak átbújik az érfalon (ez a pillanat a harmincadik másodperc környékén látható, majd utána lassítva is követhető):
Forrás: Peter Searson Lab (Johns Hopkins Institute for NanoBioTechnology)
Wong elmondta: a chippel - korábban még sosem látható módon - sikerült megfigyelni a daganatsejt extracelluláris térben történő mozgását, valamint azt is, ahogyan a sejt megközelíti az érfalat. A felvételt lelassítva az is jól láthatóvá vált, ahogyan a tumorsejt - folyamatos nyomás alá helyezve az érfalat felépítő endotélsejteket - egyszer csak átbújik a sejtek között megnyíló apró résen.
"Az áttétképzés igazán izgalmas lépése az, ahogyan a tumorsejt végül átjut az érfalon. Ez teszi ugyanis lehetővé a szervezetben történő későbbi gyors terjedést. Ha a tumorsejtek csak a szöveteken belül, az extracelluláris térben tudnának mozogni, akkor nem igazán tudnának eljutni a távolabbi szervekig. A szöveteken belül ugyanis csak nagyon lassan képesek mozogni, ami a felvételeinken is pontosan látszik" - magyarázta Wong.
Ezek egyelőre alapkutatási eredmények, így a rákgyógyászatban történő hasznosíthatóságuk csak később fog kiderülni. Van azonban rá esély, hogy éppen ezzel a chippel sikerül majd egy olyan lépést azonosítani az áttétképzés kezdeti folyamatában, amelyet később gyógyszeres úton is meg lehetne majd gátolni. Ez igen fontos lenne, tekintve, hogy a rákkal összefüggő halálesetek nagyjából 90 százalékát nem az elsődleges tumor, hanem a létfontosságú szervekbe - csontvelőbe, agyba, tüdőbe - adott áttétek okozzák.
Egy másik fontos gyakorlati alkalmazási lehetőség a jelenleg alkalmazott kemoterápiás szerek hatásmechanizmusának vizsgálata. Ezzel arról lehetne pontosabb ismereteket szerezni, hogy a különféle kemoterápiás gyógyszerek miként jutnak el a daganatsejtekig. A kemoterápiás szerek hatásmechanizmusának pontosabb megértésével talán meg lehetne növelni azt a gyógyszermennyiséget, ami a vérből aztán ténylegesen el is jut a daganatsejtek belsejébe.
* * *
Források:
Podcast: Artificial blood vessel visualizes cancer cell journey
Live-Cell Imaging of Invasion and Intravasation in an Artificial Microvessel Platform
Egy korábbi kutatási eredmény az áttétképzés folyamatáról:
Így alakul ki az áttét: a tumorsejtek üldözőbe veszik az egészséges sejteket
Tisztelt Olvasónk! Felhívjuk a figyelmét, hogy anyagaink tájékoztató és ismeretterjesztő jellegűek, így nem adhatnak választ minden olyan kérdésre, amely egy adott betegséggel vagy más témával kapcsolatban felmerülhet, és főképp nem pótolhatják az orvosokkal, gyógyszerészekkel vagy más egészségügyi szakemberekkel való személyes találkozást, beszélgetést és gondos kivizsgálást.
