Ny opdagelse kan muliggøre præcis forudsigelse af kræftspredning, før kræft udvikler sig

Forskere fra Erler Group ved Biotech Research &Innovation Center (BRIC) i København har opdaget, at stivheden i en tynd membranstruktur, der omfatter celler og foring af alle skibe, regulerer, hvor let kræftceller kan bryde væv, der spredes gennem kroppen, og er således en vigtig determinant for kræftpatienters overlevelse. Resultaterne offentliggøres i Naturmaterialer i dag.

Forskerne analyserede celler, musemodeller, og humane patientprøver ved hjælp af biokemiske, matematisk, og biofysiske metoder. De identificerede et protein, der er til stede i den netlignende membranstruktur (basalmembranen), der er forbundet med tumor- og karblødhed, og god overlevelse af kræftpatienter. Forskerne testede, om fjernelse af dette protein fra basalmembranen ville øge spredningen af ​​kræft, hvilket den gjorde, og hvis levering af dette protein ville reducere kræftspredning, hvilket den gjorde. De fortsatte med at vise, at niveauerne af dette protein (netrin-4), der allerede findes i basalmembranen af ​​organer, kan bestemme kræftspredning, selv før kræft udvikler sig, i flere kræftformer.

"Det er ekstremt spændende fund, der åbner mulighed for at forudsige, hvilke organer en persons kræft sandsynligvis spreder sig til, før de overhovedet har kræft. Disse oplysninger har derfor potentiale til at vejlede og forbedre kræftpatienters behandling og pleje, "sagde professor Janine Erler, seniorforsker på papiret.

I deres undersøgelse, forskerne kunne for første gang vise virkningen af ​​basalmembransammensætning på dets mekaniske egenskaber og derved påvirke kræftcelletransmigration over denne proteingrænse inden for det intercellulære rum. De identificerede det udskillede protein netrin-4 til at åbne noder inde i basalmembrannetværket, som samtidig blødgør basalmembranen og øger sin maskestørrelse. Dette uventede fund fremhæver, at kræftcellebevægelse domineres dominerende af basalmembranens stivhed og porestørrelse spiller en underpart. Dermed, jo mere netrin-4 inde i basalmembranen i den primære tumor eller inde i blodkar i organer, der er tilbøjelige til metastase, den mindre metastase, påvirker patientens overlevelse. I øvrigt, de demonstrerer for første gang, at de mekaniske egenskaber ved basalmembranen uafhængigt af kræftrelaterede ændringer er en afgørende faktor for kræftpatienters overlevelse.

"Vi var utroligt begejstrede for at finde en mekanistisk forklaring på vores observationer, hvor den teoretiske modellering nøje matchede vores eksperimentelle data. Vi kunne vise, at de flere netrin-4-molekyler, der findes, jo blødere basalmembranen og jo vanskeligere for en celle at krydse denne membran og derved holde celler indeholdt i et område. Vi undersøger i øjeblikket det terapeutiske og diagnostiske potentiale i vores fund. Vores undersøgelse er et resultat af en kæmpe samarbejdsindsats fra forskere i Danmark, Sverige, Tyskland, England, og Belgien, spænder over mange discipliner, som har været nøglen til at opnå de spændende resultater, "tilføjede Dr. Raphael Reuten, ledende forsker på undersøgelsen.

Historisk set der har været meget fokus på stivheden i den ekstracellulære matrix, der ligger uden for cellerne og indflydelsen på kræftfremgang. Imidlertid, der har ikke været undersøgelser, der har undersøgt indflydelsen af ​​basalmembranstivhed. I øvrigt, Det har hidtil ikke været muligt at undersøge virkningen af ​​basalmembranens mekaniske egenskaber på celleinvasion og kræftmetastase. Den mekanistiske indsigt i netrin-4-aktivitet inde i kældermembraner har gjort det muligt for forskerne at bygge bro over dette vidensgab og præsentere nye muligheder for at studere kældermembranstivhed i en bred vifte af biologiske processer.