Раковые клетки, отколовшиеся от небольшой опухоли, движутся по течению межклеточной жидкости, которая в итоге приводит их к кровеносным сосудам. Но по мере увеличения исходной опухоли её клетки приобретают способность образовывать метастазы, перемещаясь против течения межклеточного матрикса.

Мигрирующая клетка рака молочной железы

Злокачественные опухоли не были бы и вполовину столь опасны, не имей они способности к метастазированию. Время от времени раковые клетки отрываются от основной опухоли и уходят в «свободное плавание», основывая новые раковые колонии по всему организму. Учёные давно пытаются понять, что заставляет злокачественные клетки отправляться в странствия и можно ли этому как-то помешать.

Статья, опубликованная исследователями из Массачусетского технологического института в журнале PNAS, примечательна по двум причинам. Во-первых, учёным удалось выяснить, что заставляет раковые клетки двигаться в том или ином направлении, а во-вторых, для изучения этого вопроса было сконструировано специальное устройство, позволяющее следить за живыми клетками в микропотоке жидкости. Устройство имитировало ток межклеточной жидкости через «опухоль» — специальный гель с клетками рака молочной железы — и позволяло одновременно наблюдать движение одной клетки, симулируя для неё плотное клеточное окружение.

Прежде процесс образования метастазов объясняли так. Из-за растущей опухоли убыстряется ток межклеточной жидкости в соседних с ней тканях. Постоянное ускорение потока отражается и на самой опухоли; движение межклеточного матрикса через неё тоже ускоряется. Это приводит к тому, что некоторые вещества, которые выделяют опухолевые клетки, устремляются «вниз по течению» и оседают на одной стороне клеток. Клетки становятся асимметричными из-за молекулярного «осадка», который покрывает у них один «бок», и именно поэтому они тоже начинают двигаться по течения жидкости. В конечном счёте они достигают капилляров и выходят в кровеносную систему.

Но, как показали эксперименты, возможен и другой вариант развития событий. Действительно, с одной стороны, раковым клеткам свойственен автохемотаксис: они выделяют некое вещество, это вещество сносит течением, и клетки идут следом за ним; так происходит, когда у клеток работает рецептор CCR7, а опухоль более или менее свободно располагается в окружающих тканях. Но если клеток много, картина меняется на противоположную. Когда опухоль растёт, она сильно уплотняет соседние ткани, и этот рост клеточной плотности в окружении раковых клеток включает другие рецепторы (интегрины), которые тянут своих хозяев в противоположную сторону — против течения межклеточной жидкости.

В обоих случаях решающим фактором оказывается асимметрия клеток, возникающая на разных этапах развития опухоли. При этом первый способ миграции представляется намного более «рискованным»: раковые клетки выходят в кровь, которая может отправить их куда угодно. Путешествие же «против течения» не столь фатально: тут клеткам помогать некому.

Если бы фармацевтам удалось найти средство, которое подавляло бы работу CCR7-рецепторов, отправляющих клетки по направлению тока межклеточной жидкости, это сильно ударило бы по способности опухоли к «дальнобойному» метастазированию...