Коллаген типа XII играет ключевую роль в регуляции организации матрикса опухоли, говорится в новом исследовании Института медицинских исследований Гарвана. Группа ученых во главе с доцентом Томасом Коксом, главой лаборатории Matrix and Metastasis, также обнаружила, что высокие уровни коллагена XII могут вызывать распространение клеток рака молочной железы из опухоли в другие части тела, процесс, известный как метастазирование.
Микроокружение опухоли представляет собой окружающую опухоль экосистему , одним из компонентов которой является внеклеточный матрикс . Раковые клетки постоянно взаимодействуют с микроокружением опухоли, что влияет на ее рост. Коллаген является важной частью этого микроокружения опухоли, но то, как именно он влияет на опухоли, не выяснено.
«Мы еще многого не знаем о роли внеклеточного матрикса в метастазировании рака . Наше исследование показывает, что коллаген XII играет важную роль в прогрессировании и метастазировании рака молочной железы», — говорит старший автор, доцент Томас Кокс.
«Представьте раковые клетки в виде семян, а микроокружение опухоли в виде почвы. Изучая почву — внеклеточный матрикс — мы можем начать понимать, что делает одни опухоли более агрессивными, чем другие, и, соответственно, начать разрабатывать новые способы лечения рака. ," он говорит.
Исследование также предполагает, что измерение уровня коллагена XII в биопсии опухоли пациента потенциально может быть использовано в качестве дополнительного инструмента скрининга для выявления агрессивного рака молочной железы с более высокой скоростью метастазирования, например, при тройном негативном типе рака молочной железы. Кроме того, коллаген XII может быть возможной мишенью для будущих методов лечения.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications .
Окраска является визуальным представлением того, как коллагеновые волокна организованы в здоровом и опухолевом матриксе. Изменение уровня коллагена XII изменяет эту организацию; увеличение коллагена XII приводит к образованию более толстых и выровненных коллагеновых волокон. Предоставлено: Лаборатория матрицы и метастазов, Институт медицинских исследований Гарвана.
Коллаген XII изменяет среду опухоли, помогая раковым клеткам проникнуть
Внеклеточный матрикс или «матрица» представляет собой трехмерную сетку из примерно 300-400 основных молекул, включая несколько белков коллагена. Этот матрикс обеспечивает структурную и функциональную поддержку клеток и тканей во всех частях тела.
В этом исследовании исследователи каталогизировали, как матрикс опухоли меняется с течением времени, и создали всеобъемлющую базу данных этих изменений, которая была предоставлена исследователям в свободный доступ.
Команда сосредоточилась на коллагене XII, одном из 28 типов коллагена в организме. Коллаген XII играет важную роль в организации других коллагенов и может оказывать сильное влияние на трехмерную структуру внеклеточного матрикса.
Исследователи изучали опухоли на моделях мышей, начиная с самых ранних доклинических стадий рака и заканчивая опухолями на поздних стадиях. Они обнаружили, что по мере развития опухолей многие молекулы матрикса изменялись, и, что важно, уровень коллагена XII также повышался.
«Коллаген XII, по-видимому, изменяет свойства опухоли и делает ее более агрессивной», — говорит первый автор Майкл Папаниколау из Гарвана. «Это меняет то, как организованы коллагены, чтобы поддерживать раковые клетки, выходящие из опухоли и перемещающиеся в другие места, такие как легкие».
Затем команда использовала генную инженерию , чтобы манипулировать производством коллагена XII, и рассмотрела последствия метастазирования в другие органы. Они обнаружили, что по мере увеличения уровня коллагена XII росли и метастазы. Эти результаты затем были подтверждены в биопсиях опухолей человека, которые показали, что высокие уровни коллагена XII связаны с более высоким уровнем метастазирования и более низкой общей выживаемостью.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на изучении большего количества человеческих образцов и изучении возможных терапевтических путей.
