Ионизирующее излучение может уменьшить жесткость микроокружения опухолевых клеток

        

Почти половина всех больных раком получает лучевую терапию, чтобы обуздать рост злокачественных клеток. Но мало что известно о том, как ионизирующее излучение влияет на внеклеточный матрикс (ECM), лоскутное одеяло белков и других биомолекул, которые окружают клетки и играют жизненно важную роль в их форме, движении и сигнальных функциях. Одна команда исследователей из Университета Вандербильта стремится разблокировать, как облучение может изменить механические свойства микроокружения.

Команда продемонстрировала, что ионизирующее излучение может уменьшить жесткость как ECM экстрагированной опухоли, так и изолированной матрицы коллагеновых волокон. Появившись на этой неделе в специальном выпуске APL Bioengineering «Биоинженерия рака» из AIP Publishing, их результаты открывают путь для облучения, который будет использоваться для создания матриц с индивидуальными свойствами, и предположим, что лучевая терапия может иметь эффекты, не нарушающие клеточную ДНК.

«Мы хотели знать, как радиация влияет на ткани, окружающие клетки, особенно на то, как это меняет жесткость матрицы», – говорит Синтия Рейнхарт-Кинг, автор статьи. «Изменение жесткости ткани во время роста опухоли может быть ощутимым. Жесткость, например, является тем, что вы бы искали в самостоятельных экзаменах на груди».

Поскольку раковые клетки растут и становятся все более дисфункциональными, сеть окружающих их биомолекул больше осаждается и начинает поперечно сшивать, что приводит к более толстой, более жесткой матрице. Этот более жесткий ECM жизненно необходим для того, чтобы раковые клетки мигрировали по всему телу, сигнализировали друг другу и образовывали опухоли. Ориентация на жесткость ECM стала многообещающим инструментом в борьбе с раковыми клетками.

«Двадцать лет назад, если бы вы спросили, каковы первичные причины рака и где основное внимание должно быть уделено исследованию, это было бы в основном генетикой, и это все еще для персонализированной медицины», Рейнхарт-Кинг сказал.

. На сегодняшний день значительная часть исследований влияния облучения на клеточную микроокружение рассматривалась с образцами, которые включали клетки, опутывающие воздействие облучения только на ECM, а не на внутренние механизмы клетки.

Инфракрасная спектроскопия показала, что излучение не разрушает отдельные волокна коллагена, длинные, тонкие структурные белки, которые выступают в качестве матричных лесов. Вместо этого он смягчает матрицу, разрезая связи между этими волокнами, ослабляя матрицу и уменьшая ее жесткость.

Команда Рейнхарта-Кинга обнаружила, что опухолевые клетки с меньшей вероятностью распространяются, когда их жесткие ECM заменяются ECM, смягченными путем облучения. Клетки, суспендированные в жесткой матрице, с большей вероятностью пробивались через матрицу к другой стороне градиента сыворотки, аналогично тому, как метастазирующие раковые клетки вырываются из их опухолей. Смягченные матрицы с большей вероятностью удерживали клетки на месте.

Рейнхарт-Кинг сказал, что их результаты могут позволить будущее фракционированное облучение – более длительные приемы терапии с использованием более низкой интенсивности излучения, чем большинство современных методов лечения. Одной из конкретных областей, представляющих интерес, является определение того, может ли смягчение уменьшать утечку соседнего кровеносного сосуда и улучшать доставку лекарственного средства.

«Поскольку существуют риски, связанные с радиацией, мы заинтересованы в том, чтобы исследовать, насколько фракционирована доза», – сказал Рейнхарт-Кинг. «Ключ должен найти правильный баланс».

      

Source link