Tại sao tế bào ung thư lan rất nhanh khắp cơ thể?

Tế bào ung thư vú.

Sử dụng một công cụ mới mô phỏng thành mạch máu, các nhà nghiên cứu đã hiểu được rõ hơn về những khía cạnh vật lý của di căn ung thư và tìm ra cơ chế các tế bào ung thư điều phối sự xâm lấn của chúng đến các bộ phận khác nhau của cơ thể.

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature Biology, đã tìm hiểu các tín hiệu cơ học từ tế bào ung thư ác tính - đánh giá mạng lưới thụ thể trên bề mặt tế bào và đường tín hiệu kiểm soát đáp ứng của tế bào.

Các thí nghiệm bao gồm cả các tế bào ung thư và tế bào khỏe mạnh bình thường, vì cả hai đều có những thụ thể giống hệt nhau trên bề mặt của chúng, nhưng các tế bào ung thư biểu hiện số lượng thụ thể lớn hơn nhiều so với các tế bào khỏe mạnh bình thường.

"Chúng tôi phát hiện thấy tế bào ung thư lợi dụng số lượng thụ thể lớn trên bề mặt tế bào, giúp chúng điều phối việc di căn qua các mạch máu hẹp bằng cách hình thành một mạng lưới các tế bào ung thư liên tục, như kiểu một đường cao tốc liên tỉnh", TS. Joseph Ndieyira, Khoa Y UCL, giải thích.

“Điều đáng kinh ngạc là số lượng lớn thụ thể cũng cho phép chúng tương tác mạnh hơn với môi trường xung quanh, chẳng hạn như với thành mạch máu, để chúng có thể đẩy mạnh qua thành mạch máu vào các mô xung quanh.”

“Các tế bào ung thư có thể phát huy lực mạnh gấp 200 lần, đẩy qua các phần yếu của thành mạch máu và các mao mạch hẹp”, TS. Ndieyira nói thêm.

“Cho đến nay, vẫn chưa rõ về tác động của lực cơ học đối với sự di chuyển của tế bào ung thư, nhưng nghiên cứu của chúng tôi gợi ý rằng lực mà chúng tạo ra có thể giúp ung thư điều phối việc di căn tới các bộ phận khác nhau của cơ thể bất kể vi môi trường".

Nghiên cứu có sự tham gia của các nhà khoa học từ Khoa Y UCL, Đại học Alberta và Đại học Chapman, Irvine, California, và được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật và Vật lý.

Cảm biến nano mới sử dụng trong nghiên cứu được phát triển tại Trung tâm Công nghệ nano London tại UCL và có khả năng giúp hiểu rõ hơn nhiều về cách các tế bào trong cơ thể giao tiếp với nhau và giúp xác định cách chúng ta có thể giữ sự cân bằng thuận lợi cho các tế bào khỏe mạnh ngay cả khi chúng bị lép vế trước các tế bào ung thư.

Nghiên cứu trước đây trong lĩnh vực này đã tập trung vào các kỹ thuật như phản ứng chuỗi polymerase (PCR) để xác định biểu hiện quá mức không thích hợp của các gen ung thư; tuy nhiên, cảm biến nano mới có thể định lượng các tín hiệu cơ học tăng cường hiệu quả của di căn ung thư.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các tế bào ung thư có thể nhận diện và phân biệt các tế bào ung thư khác với cấu trúc tương tự, ngay cả khi bị bao vây bởi số lượng đông đảo các tế bào khỏe mạnh bình thường.

TS. Ndieyira cho biết: “Các tế bào ung thư cũng có khả năng tạo cụm rất tốt, làm thay đổi cơ bản cơ chế tác động cách chúng lên các mô xung quanh.

"Khi hai hoặc nhiều cụm đâm xuyên vào một bề mặt màng, chúng sẽ đẩy nhau ra, truyền lực theo cả hai chiều ngắn và dài. Đáng chú ý là số lượng lớn các thụ thể ở bề mặt tế bào ung thư thực sự khuyến khích việc tạo thành cụm tế bào cho phép tế bào ung thư ác tính thậm chí còn hiệu quả hơn".

GS. Massimo Pinzani, Viện trưởng Viện Sức khỏe Gan và Tiêu hóa, (Khoa Y UCL) nhận xét: “Các cơ chế được mô tả trong bài báo này bổ sung thêm một cái nhìn sâu sắc về sinh học ung thư dựa trên quan điểm “vật lý” trong động học của tế bào ung thư mà một thời gian dài còn thiếu, và khía cạnh này cần được xem xét khi thiết kế các chiến lược chống ung thư trúng đích".

Khám phá này mở ra những chiến lược mới để ngăn chặn ung thư di căn: đặc biệt là nhắm vào di căn, bằng cách phát triển các hạt gắn vào các tế bào ung thư để che kín các neo của chúng và tạo thành tấm đệm làm yếu lực.