Протоковая аденокарцинома поджелудочной железы остается одним из наиболее летальных онкологических заболеваний: менее 10% пациентов переживают пятилетний рубеж после постановки диагноза. Опухоль окружена плотной фиброзной тканью, которая функционирует как защитная броня, затрудняя доставку лекарств. Именно эта плотная структура теоретически должна была бы ограничивать способность опухоли к распространению, но рак активно метастазирует — противоречие, которое долгие годы ставило исследователей в тупик.
Ученые разгадали тайну высокой смертности от рака поджелудочной железы
Ученые Корнеллского университета обнаружили механизм, который позволяет протоковой аденокарциноме поджелудочной железы — одному из самых смертоносных видов рака — проникать в кровоток и метастазировать. Исследование выявило ключевую роль рецептора ALK7 и указало на потенциальную терапевтическую мишень для лечения этого заболевания.
На изображении розовые сферические объекты представляют раковые клетки поджелудочной железы. Отходящие от них многочисленные нитевидные выросты (похожие на щупальца или корни) означают инвазивные структуры, которые клетки формируют под действием рецептора ALK7. Эти выросты иллюстрируют два ключевых процесса, описанных в статье. Shutterstock
Почему рак поджелудочной железы так трудно лечить. Поджелудочная железа расположена глубоко в брюшной полости, что затрудняет раннюю диагностику — симптомы часто проявляются только на поздних стадиях. Опухоль окружена плотной фиброзной тканью, составляющей до 90% массы новообразования. Эта ткань создает физический барьер, препятствующий проникновению химиотерапевтических препаратов и иммунных клеток к раковым клеткам, одновременно создавая бескислородную среду, которая парадоксальным образом способствует выживанию и агрессивности опухоли.
Трехмерная модель опухолевого сосуда на чипе, показывающая клетки рака поджелудочной железы (зеленый цвет), проникающие в искусственный кровеносный сосуд (красный цвет) путем разрушения базальной мембраны сосуда (желтый цвет).
Результаты, опубликованные в журнале Molecular Cancer, показывают, что рецептор ALK7 запускает два взаимосвязанных биологических пути. Первый путь повышает вероятность проникновения раковых клеток через ткань, второй — производит ферменты, разрушающие стенки кровеносных сосудов.
«Другими словами, ALK7 дает раковым клеткам поджелудочной железы одновременно двигатель для движения и инструменты для вторжения», — объясняет соавтор исследования Эсак Ли, профессор биомедицинской инженерии.
Чем раньше удастся остановить метастазы, тем лучше для пациента
Фармакологическая блокада ALK7 ингибирует спонтанное метастазирование PDAC в ортотопической модели PDAC in vivo.
Используя модели на мышах и системы «орган-на-чипе», воспроизводящие человеческие кровеносные сосуды, команда продемонстрировала, что блокирование ALK7 значительно снижает способность рака распространять метастазы. Критически важным оказался момент вмешательства: когда развитие ALK7 останавливали на ранней стадии, раковые клетки не могли проникнуть в сосуды.
На более поздних этапах, когда клетки уже находились в кровотоке, они быстро распространялись. «Если мы упускаем эту раннюю возможность блокировать рецепторы ALK7, раковые клетки свободно циркулируют в кровотоке и легко образуют метастазы в других органах, — отмечает Ли. — Но если мы сможем остановить ALK7 на самой ранней и наиболее уязвимой стадии рака, результаты для пациентов будут значительно лучше».