Древние египтяне, как описано в папирусе Эберса, уже тогда знали, что пальпация (диагностика, проводимая путем ощупывания) может помочь диагностировать рак молочной железы. Пальпация по-прежнему является важным методом раннего скрининга рака молочной железы. С другой стороны, изучение раковых клеток показывает, что они мягче, чем здоровые эпителиальные клетки, из которых они происходят, что, вероятно, делает их более способными к метастазированию в плотные ткани человека. Авторы нового исследования из Лейпцигского университета (Leipzig University) попытались разобраться в этом парадоксе и опубликовали свои выводы в научном журнале Nature Physics.
Актуальность исследования
Чтобы продолжать рост в здоровой ткани, опухоль должна вытеснить окружающую ткань. Для этого опухоль должна создавать механически стабильное сопротивление, чтобы получить пространство. С другой стороны, высокая степень деформируемости отдельных раковых клеток выгодна для вторжения в другие ткани. Эти противоречивые требования удовлетворяются в злокачественных опухолях, поскольку раковые клетки становятся механически более неоднородными и более мягкими, принимая ранее неизвестное новое материальное состояние, которое сочетает в себе преимущества твердых и жидких тел.
Физик Томас Фус (Thomas Fuhs), автор исследования, объясняет: «Образцы опухоли молочной железы и шейки матки пациентов демонстрируют более широкий спектр механических свойств, что подталкивает раковые клетки к более мягким клеткам, даже хотя вся опухоль остается сплошной массой».
Раковые клетки принимают неизвестное до сих пор состояние, чтобы облегчить метастазирование
С помощью компьютерного моделирования исследователи обнаружили в опухолях небольшие островки жестких неподвижных раковых клеток, окруженных множеством подвижных мягких клеток. Мягкие клетки могут двигаться свободно, почти как жидкость, а жесткие клетки блокируют движение друг друга. Скопления раковых клеток в опухоли образуют новое материальное состояние, в котором достаточно лишь нескольких твердых островков твердых клеток в жидкой среде мягких, чтобы ткань вела себя как механически стабильное твердое тело, а не как жидкость, несмотря на то, что большинство из них подвижные, мягкие раковые клетки. Островки твердых клеток соединены мостиками механических мягких клеток. Это состояние стабилизирует ткань в достаточной степени, чтобы обеспечить рост опухоли, в то же время предоставляя достаточно места для мягких.
Практическая значимость работы
«Результаты нашего исследования дают существенное новое представление о биологии опухоли или, точнее, о метастатическом каскаде. Новое понимание механики раковых клеток и опухолевой ткани демонстрирует, что физика рака является важным элементом в понимании развития опухоли», — заключает Фус.
Авторы другого исследования утверждают, что раковые клетки вырабатывают уникальную форму коллагена, защищающую их от иммунного ответа.
Миграция через небольшие пространства делает раковые клетки более агрессивными
Руководитель Отдела организации клинических исследований, врач-онколог, уролог в АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
