Исследователи определили механизм инвазии рака — –

Свои выводы они опубликовали 26 июня в Труды Национальной академии наук.

«Раковые клетки не отделяются случайным образом от первичной опухоли и не распространяются повсюду — они часто проявляют координацию и сотрудничество», — сказал автор-корреспондент Пак Кин Вонг, профессор биомедицинской инженерии, машиностроения и хирургии в Университете штата Пенсильвания. «Лидерная клетка может появиться для координации инвазии, тем самым повышая эффективность распространения раковых клеток. В этом исследовании мы обнаружили молекулярный маркер для лидерных клеток, который позволяет нам предсказать инвазивность опухоли и то, как они инвазируются».

В раковых клетках, полученных от пациентов с мышечно-инвазивным раком мочевого пузыря, исследователи разработали нанобиосенсор для отслеживания длинных некодирующих РНК (днРНК), которые относятся к обширным участкам генетического материала, которые не кодируют гены, но регулируют то, как клетка экспрессирует их в виде белков.

«ДнРНК часто называют темной материей клетки», — сказал Вонг. «Хотя многие РНК участвуют в экспрессии белков, днРНК не кодируют белки. Их функции и то, как они регулируют клеточные процессы, до сих пор плохо изучены. Мы разработали этот датчик для изучения днРНК и их потенциального вклада в прогрессирование рака».

Датчик позволяет исследователям идентифицировать и отслеживать отдельные представляющие интерес молекулы днРНК, поскольку они обычно ведут себя и функционируют в клетках. По словам Вонга, при традиционных подходах к анализу исследователи обычно не могут изучить, как они функционируют в пространстве и времени, потому что клетки обычно фиксированы или разъединены.

Используя датчик, исследователи отслеживали, сколько и где lncRNA распределяется в клетках во время коллективной инвазии рака. Они обнаружили, что MALAT1, ген, связанный с метастазированием в легкие, мочевой пузырь и другие виды рака, широко присутствует в лидерных клетках. Важно, сказал Вонг, экспрессия MALAT1 увеличивалась, когда раковая клетка становилась ведущей, и снижалась, когда ведущая клетка больше не была нужна, например, когда процесс инвазии прекращался или когда она была заменена другой ведущей клеткой.

«Мы также обнаружили, что снижение экспрессии MALAT1 в клетках предотвращает образование клеток-лидеров и устраняет инвазию раковых клеток», — сказал Вонг. «В целом, наш анализ отдельных клеток показывает, что MALAT1 играет важную роль в регуляции лидерных клеток во время коллективной инвазии рака».

Вонг сказал, что команда продолжит изучать механистические основы MALAT1 в лидерных клетках с целью предоставить прогностический инструмент для руководства лечением.

«Если мы сможем понять важнейшие характеристики и функции клеток-лидеров, мы сможем помочь клиницистам идентифицировать агрессивное заболевание и предсказывать поведение», — сказал Вонг. «Мы надеемся, что это исследование приведет к разработке новых прогностических и терапевтических подходов, нацеленных на рак мочевого пузыря и другие виды рака. Например, при клиническом применении определение наличия клеток-лидеров и агрессивного заболевания может улучшить понимание врачом прогноза отдельного пациента и информировать его. наиболее подходящая тактика лечения».

В число сотрудников входят Нинхао Чжу, получивший докторскую степень в области биомедицинской инженерии в Пенсильванском университете в 2022 году; Мона Ахмед, докторант в области биомедицинской инженерии в Университете штата Пенсильвания; Янлин Ли, докторант в области электротехники и электроники в Университете штата Пенсильвания; и Джозеф К. Ляо, профессор Кэтрин Симмонс Стэйми кафедры урологии Медицинской школы Стэнфордского университета.

Эту работу поддержали Национальный научный фонд и Национальные институты здравоохранения.