Het stoppen van de beweging van tumorcellen stopt de verspreiding van kanker
Nieuwe inzichten in de manier waarop tumorcellen bewegen, kunnen enorm helpen bij het ontwikkelen van behandelingen om de verspreiding van kanker te voorkomen.
Met behulp van een experimenteel model hebben wetenschappers van de Universiteit van Minnesota in Minneapolis de verspreiding van kankercellen tegengehouden, zelfs nadat de cellen hun bewegingsmodus hadden veranderd.
De kans om kanker te elimineren is veel groter als de ziekte zich niet buiten de primaire tumor heeft verspreid.
Ongeveer 90 procent van de aan kanker gerelateerde sterfgevallen vindt plaats als gevolg van metastase, of het vermogen van tumoren om nabijgelegen weefsel binnen te dringen en zich naar andere delen van het lichaam te verspreiden.
Een behandeling die de beweging van kankercellen stopt, zou de overlevingskansen aanzienlijk verbeteren, doordat artsen meer tijd krijgen om met de primaire tumor om te gaan.
De nieuwe studie, vermeld in het tijdschrift Nature Communications, zou een grote stap in de richting van deze prestatie kunnen betekenen.
‘Kankercellen zijn erg stiekem’
De onderzoekers zetten laboratoriumversies van een tumoromgeving op en keken hoe borstkankercellen zich erdoorheen bewogen.
Met behulp van medicijnen probeerden ze de cellen te stoppen door de mechanismen die als motoren dienen te verstoren en de krachten voor beweging op te wekken.
Tot verbazing van de wetenschappers schakelden de cellen over op een compleet andere manier van bewegen, waardoor ze op "sijpelende" klodders leken.
"Kankercellen zijn erg stiekem", merkt senior auteur Dr. Paolo P. Provenzano op, een universitair hoofddocent aan de afdeling biomedische technologie van de Universiteit van Minnesota. Hij geeft toe: "We hadden niet verwacht dat de cellen hun beweging zouden veranderen."
Door zich echter tegelijkertijd op beide manieren van celbeweging te richten, 'stopten de onderzoekers de cellen in hun sporen'.
Dr. Provenzano merkt op: "Het is bijna alsof we hun gps hebben vernietigd, zodat ze de snelwegen niet konden vinden. [...] De cellen zaten daar gewoon en bewogen niet. "
Metastase en celbeweging
Metastase is een complex proces met verschillende fasen. Bij elk moet aan bepaalde voorwaarden worden voldaan voordat de kanker kan vorderen.
Tijdens de invasie van aangrenzend weefsel ondergaan bijvoorbeeld zowel de tumorcellen als hun micro-omgeving, of extracellulaire matrix, grote veranderingen.
De meeste cellen hebben enig vermogen om door de extracellulaire matrix die hen omringt te bewegen, dankzij een complexe feedback van signalen die bekend staan als contactbegeleiding.
Wetenschappers hebben deze richtlijnen in verschillende omgevingen waargenomen, zoals bij wondgenezing en het genereren en regenereren van organen.
Dr. Provenzano en zijn team zeggen dat contactbegeleiding ook kankercellen helpt om paden in tumoren te voelen en te volgen. Ze vergelijken de begeleidingspatronen met "snelwegen" voor de invasie van kankercellen.
De overlevingskansen zijn meestal lager bij mensen met tumoren met veel van deze patronen.
De auteurs van de nieuwe studie merken op dat de medische gemeenschap nog niet volledig moet begrijpen hoe kankercellen aanwijzingen voor contactbegeleiding waarnemen.
Ontwikkelde tumor-micro-omgevingen
Om te onderzoeken hoe de cellen deze paden herkennen en volgen, ontwierp het team 2D-micro-omgevingen die patronen van begeleidingsaanwijzingen in tumoren nabootsen.
Het werken met ontwikkelde omgevingen versnelt dit soort onderzoek enorm.
"Door deze gecontroleerde netwerkmicro-omgevingen te gebruiken, waren we in staat om honderden celbewegingsgebeurtenissen in uren te testen, vergeleken met een of twee in hetzelfde tijdsbestek door een tumor af te beelden", legt eerste studie-auteur Dr. Erdem D. Tabdanov uit, die ook werkt op de afdeling biomedische technologie van de universiteit.
De volgende korte video van de Universiteit van Minnesota laat zien wat er gebeurde toen de onderzoekers medicijnen gebruikten om de motorische bewegingen van borstkankercellen aan te pakken. De cellen schakelden over op een vloeiende, slijkachtige beweging die berust op verschillende mechanismen.
Het team is van plan hun methode op andere soorten kanker te testen en vervolgens proeven bij dieren te starten. Als deze goed verlopen, zouden proeven bij mensen binnen een paar jaar moeten volgen.
Onderzoekers moeten ook andere aspecten van de aanpak onderzoeken, zoals het effect op gezonde cellen.
"Uiteindelijk willen we manieren vinden om de beweging van kankercellen te onderdrukken en tegelijkertijd de beweging van immuuncellen te verbeteren om de kanker te bestrijden."
Dr. Paolo P. Provenzano
