Eiwit lijkt te voorkomen dat tumorcellen zich via bloedvaten verspreiden

Eiwit lijkt te voorkomen dat tumorcellen zich via bloedvaten verspreiden

Onderzoekers hebben een gespecialiseerd eiwit vastgesteld dat lijkt te helpen voorkomen dat tumorcellen in de bloedbaan terechtkomen en zich verspreiden naar verschillende andere delen van het lichaam.

"We hebben ontdekt dat dit eiwit, TRPM7, de druk voelt van vloeistof die in de bloedsomloop stroomt en voorkomt dat de cellen zich door het vasculaire systeem verspreiden", zegt Kaustav Bera, een doctoraatsstudent aan de Johns Hopkins University in zowel chemisch als biomoleculair ontwerp. evenals een hoofdschrijver van het onderzoek, dat werd uitgevoerd met medewerkers van de Universiteit van Alberta en de Universitat Pompeu Fabra.

"We ontdekten dat uitgezaaide tumorcellen aanzienlijk verminderde niveaus van dit sensoreiwit hebben, en dat is de reden waarom ze efficiënt in de bloedsomloop komen in plaats van zich af te keren van de vloeistofstroom", aldus Bera.

De zoektochten naar, uitgebracht in Wetenschap Advances, hulp bij het verduidelijken van een weinig begrepen onderdeel van de overgang, intravasatie genaamd, wanneer kankercellen die daadwerkelijk zijn gescheiden van een hoofdtumor in de stroom gaan om naar verschillende andere componenten van het lichaam te reizen en nesten te ontwikkelen.

De wetenschappers onthullen bovendien dat het onnatuurlijk versterken van de expressie van TRPM7 in tumorcellen kan helpen om intravasatie te stoppen - en uiteindelijk ook om de overgang te stoppen - in zijn sporen.

Van TRPM7 is al lang bekend dat het calcium in cellen beheert, maar dit gloednieuwe inzicht in zijn functie in celbeweging is volgens de wetenschappers interessant. "Het proces is vergelijkbaar met wat er gebeurt als je een hete ketel aanraakt, voelt dat hij heet is en je hand verwijdert", zei de oudere onderzoeksschrijver Konstantinos Konstantopoulos, een leraar chemisch en biomoleculair ontwerp en deelnemer aan de Johns Hopkins Kimmel Kanker Centrum.

Het eiwit detecteert de circulatie van de vloeistof in het bloedcirculatiesysteem en adviseert de cel om instructies om te keren, waardoor intravasatie wordt voorkomen, zei hij.

Gewoonlijk blijven de cellen in het lichaam - bijvoorbeeld spierweefselcellen, vetcellen en epitheelcellen - in hun overeenkomstige gebieden. De belangrijke uitzondering zijn bloedcellen, die het lichaam patrouilleren in de strijd met micro-organismen. En daarna zijn er kankercelcellen, die afwijkingen hebben waardoor ze zowel kunnen reizen als verspreiden.

Het gaat om deze factor van verspreiding dat kankercellen veel schadelijker worden. "Bij veel mensen zal de diagnose primaire tumor worden gesteld, maar zolang deze tumor wordt ingeperkt, kan een chirurgische ingreep de persoon redden", aldus Christopher Yankas, een hoofdschrijver en een eerdere deelnemer aan het laboratorium van Konstantopoulos dat momenteel onderzoeker is bij Thermo Fisher Scientific.

Voor hun voorlopige experiment observeerden de wetenschappers gezonde en evenwichtige fibroblastcellen die zich verplaatsten via microkanalen die loodrecht waren opgesteld in een ladderachtige opstelling waarin de vloeistof zou kunnen worden beheerd. Toen deze cellen netwerken tegenkwamen waar vloeistof zich verplaatste, keerden ze hun instructies om in feedback op de schuifangst die uit de bloedsomloop kwam. Toen de cellen echter netwerken tegenkwamen waar de vloeistof zich niet had verplaatst, gingen ze er recht in door.

De wetenschappers gebruikten daarna een procedure genaamd RNA-verstoring om te voorkomen dat de cellen TRPM7 onthullen. Wat ze zagen, viel op, stellen ze. Toen dit detectie-eenheidseiwit werd gehandicapt, gaven de gezonde en evenwichtige cellen geen omgekeerde instructies meer in terugkoppeling naar de bloedsomloop. "Stel je voor dat je dan de waterkoker oppakt met een ovenwant, waardoor je minder gevoelig bent voor de hitte", aldus Konstantopoulos.

In opeenvolgende experimenten ontdekten de wetenschappers dat reguliere cellen een grotere mate van TRPM7 hadden dan sarcoomcellen (een soort kwaadaardige tumorcellen), waardoor het op onnatuurlijke wijze onthullen van het eiwit in de tumorcellen hun gevoeligheid voor de vloeistofcirculatie verhoogde.

Eiwit lijkt te voorkomen dat tumorcellen zich via bloedvaten verspreiden

Wanneer de reguliere cellen hun bewegingsinstructies omkeren, voorkomen ze directe blootstelling aan afschuifangst, maar dit is niet het geval voor tumorcellen, beschreef Konstantopoulos "De tumorcellen zijn minder gevoelig en daarom blijven ze de bloedsomloop binnendringen."

"Het doel was om te zien of we deze kankercellen konden nemen en ze als normale cellen konden laten gedragen", verklaarde Bera. "En dat is ons gelukt."

Een andere evaluatie van menselijke persoonsinformatie onthulde dat degenen met osteosarcoom, buste, maag en leverkankercellen die een hoge mate van TRPM7 deelden, het meest waarschijnlijk langer zouden leven dan degenen met een verminderde mate van het eiwit.

Er is meer onderzoek nodig, maar de groep hoopt echt dat de zoektochten op een gegeven moment kunnen leiden tot gloednieuwe behandelingen voor kankercellen met behulp van CRISPR-activering, een interessant nieuw apparaat voor het bewerken en verbeteren van DNA.

"We hebben verdere ontwikkelingen nodig voordat we dit naar de klinische setting kunnen brengen, maar we denken dat we voor het eerst een definitief beeld geven van de rol van TRPM7 in een cruciale stap van tumormetastase", aldus Konstantopoulos.