Wie die Durchblutung die Ausbreitung von Krebs unterstützt
Metastasierung ist die Ausbreitung von Krebs auf andere Körperteile und der Hauptgrund, warum die Krankheit so schwerwiegend ist. Brandneue Forschungsergebnisse zeigen nun, dass die Durchblutung ein Schlüsselfaktor in diesem Prozess ist.
In einem Artikel, der jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wurde EntwicklungszelleDie Wissenschaftler des Nationalen Instituts für Gesundheit und medizinische Forschung in Frankreich beschreiben ihre Tests an Zebrafischen und Menschen.
Die Experimente bestätigten, dass der Blutfluss die Stellen beeinflusst, an denen wandernde Krebszellen in Blutgefäßen „zum Stillstand kommen“.
Sie beschreiben auch, wie diese Krebszellen durch die Blutgefäßwände austreten und sekundäre Tumorstellen einrichten.
"Eine langjährige Idee auf diesem Gebiet", erklärt der leitende Studienautor Dr. Jacky G. Goetz, Leiter des Labors an der Universität Straßburg in Frankreich, an dem die Studie durchgeführt wurde, "ist, dass ein Stillstand ausgelöst wird, wenn Tumorzellen zirkulieren." landen einfach aufgrund von Größenbeschränkungen in Kapillaren mit einem sehr kleinen Durchmesser. “
Wie Dr. Goetz erklärt, zeigen ihre Ergebnisse jedoch, dass „körperliche Einschränkungen“ nicht der einzige Treiber für Metastasen sind, da „der Blutfluss einen starken Einfluss darauf hat, dass die Tumorzellen eine Adhäsion an der Gefäßwand herstellen können“.
Metastasierung und ihre Hauptschritte
Metastasierung ist der Prozess, durch den Tumorzellen von ihren primären Stellen abwandern und wandern und durch das Lymphsystem oder den Blutkreislauf wandern, um sekundäre oder metastatische Tumoren in entfernten Körperteilen zu etablieren.
Die Metastasierung ist eine der Hauptursachen für den Krebstod und von „vorrangiger Bedeutung für die Prognose von Krebspatienten“.
Es ist ein komplexer Prozess und verläuft als eine Abfolge von Schritten, von denen jeder abgeschlossen sein muss, damit der sekundäre Tumor gedeihen kann. Die als "metastatische Kaskade" bekannte Reihe von Schritten verläuft wie folgt:
- Invasion in der Nähe von gesundem Gewebe
- Überqueren der Wände benachbarter Blutgefäße und Lymphknoten
- Reisen durch den Blutkreislauf oder das Lymphsystem zu entfernten Körperteilen
- Festhalten in abgelegenen, kleinen Blutgefäßen oder Kapillaren, Eindringen in ihre Wände und Übergang in das umgebende gesunde Gewebe
- Aussaat eines lebensfähigen, winzigen Tumors in das gesunde Gewebe
- Erzeugen einer dedizierten Blutversorgung durch Wachsen neuer Blutgefäße, um den neuen Tumor zu ernähren
Die neue Studie betrifft den vierten Schritt, bei dem zirkulierende Tumorzellen in einer Kapillare zum Stillstand kommen und durch ihr Endothel oder die Barriere von Zellen, die die Gefäßwände auskleiden, in das umgebende Gewebe gelangen.
Die Studie untersucht „mechanische Hinweise“ im Blut
In ihrer Studienarbeit erklären die Autoren, dass „nur sehr wenig darüber bekannt ist, wie [zirkulierende Tumorzellen] das Endothel kleiner Kapillaren zum Stillstand bringen und daran haften und den Blutkreislauf durch Überqueren der Gefäßwand verlassen.“
Ein Bereich, der besonders unklar ist, ist die „Rolle, die mechanische Signale im Blut spielen“ während dieses Schritts.
Für ihre Studie entwickelten die Wissenschaftler einen „ursprünglichen experimentellen Ansatz“, bei dem sie zirkulierende Tumorzellen markierten und verfolgten, während sie durch Blutgefäße in Zebrafischembryonen wanderten. Das Modell ermöglichte es ihnen auch, den Blutfluss in den Gefäßen zu variieren und zu messen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Stellen in den Blutgefäßen, an denen sich die zirkulierenden Tumorzellen nicht mehr fortbewegen, eng mit den Flussraten verbunden sind.
Die Autoren stellen fest, dass der „Schwellengeschwindigkeitswert für eine effiziente Haftung […] zwischen 400 und 600 [Mikrometer pro Sekunde] liegt“.
"Endothelzellen, die sich um Tumorzellen kräuseln"
Das Team stellte außerdem fest, dass der Blutfluss für die „Extravasation“, den Prozess, durch den die Tumorzellen aus den Blutgefäßen austreten, wesentlich ist.
Dies zeigte sich in der Zeitraffer-Bildgebung, bei der sich Endothelzellen um die angehaltenen Tumorzellen in den Blutgefäßen der Zebrafischembryonen "kräuselten".
„Die Durchblutung in diesem Schritt ist wichtig. Ohne Fluss findet keine endotheliale Remodellierung statt. Sie benötigen eine bestimmte Menge an Fluss, um das Endothel aktiv zu halten, damit es sich um die Tumorzelle herum umbauen kann. “
Dr. Jacky G. Goetz
Die Forscher kamen zu den gleichen Ergebnissen, als sie den Fortschritt von Hirnmetastasen bei Mäusen beobachteten.
Für dieses Experiment verwendeten sie eine Bildgebungstechnik namens intravital korrelative Mikroskopie, die lebende Zellmodelle mit Elektronenmikroskopie kombiniert, damit die Dynamik in einem lebenden Tier beobachtet werden kann.
Flusskontrollort, Beginn des zweiten Tumors
Schließlich bestätigte das Team die Ergebnisse durch Beobachtung von Sekundärtumoren im Gehirn von 100 menschlichen Patienten, deren Primärtumoren sich in verschiedenen Körperteilen befanden.
Wie beim Zebrafischmodell verwendeten sie eine Bildgebungstechnik, um die Positionen der sekundären Tumoren abzubilden.
Als sie die Hirnmetastasenkarte mit einer Blutflusskarte eines gesunden Kontrollpatienten zusammenführten, stellten die Forscher fest, dass sie mit dem im Zebrafischmodell gefundenen übereinstimmte, was bestätigte, dass sekundäre Tumoren lieber in Bereichen wachsen, in denen der Blutfluss innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt .
Die Autoren schließen daraus, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass der Blutfluss nicht nur den Ort, sondern auch den Beginn des „metastatischen Wachstums“ kontrolliert.
Sie wollen nun nach Wegen suchen, um den Umbau des Endothels um die zirkulierende Tumorzelle herum zu blockieren, um deren Austritt in das umgebende Gewebe zu stören. Eine solche Leistung könnte verhindern, dass Metastasen die für das erfolgreiche Wachstum eines Sekundärtumors erforderlichen Schritte ausführen.
