Рак поджелудочной железы считается одним из самых опасных. Одна из самых его неприятных особенностей состоит в том, что он с лёгкостью метастазирует: опухолевые клетки отправляются в путешествие по кровеносным сосудам на очень ранних стадиях развития опухоли, задолго до того, как болезнь вообще диагностируют.

При этом известно, что в самой опухоли поджелудочной железы кровеносные сосуды почти не формируются – можно сказать, что она почти не подключена к общему кровотоку. От такой опухоли трудно избавиться, потому что лекарства к ней не подберутся. И попутно возникает вопрос, как опухолевым клеткам удаётся так энергично распространяться по телу.

Чтобы понять, почему опухоль поджелудочной железы оказывается почти без сосудов, исследователи из Гарварда, Бостонского университета и Университета Пенсильвании воспользовались методом, в котором кусочек живой ткани выращивают на небольшой пластиковой платформе-чипе с микроканалами. В один канал посадили клетки мышиного рака поджелудочной железы, в другой – клетки эндотелия, которые выстилают изнутри кровеносные сосуды; пространство между каналами заполнили массой из соединительнотканного белка коллагена.

Спустя несколько дней, как говорится в статье в Science Advances, опухолевые клетки начали прорастать сквозь коллаген к «капилляру» – к каналу на чипе, выстланному эндотелиальными клетками. Злокачественные клетки распространялись вдоль канала, окружали его со всех сторон и в конце концов проникали в «сосудистую» стенку. В клетках «сосуда», с которыми соприкасались раковые клетки, включалась программа клеточного самоубийства, так что в итоге получалось, что раковые клетки попросту захватывали сосуд. (То же самое происходило и в экспериментах с живыми мышами, и, скорее всего, то же самое происходит и у людей с раком поджелудочной железы.)

Очевидно, хотя опухолевые клетки и уничтожают сосуды, им при этом легко уйти в кровь и отправиться колонизировать новые ткани. И если опухолевые клетки с самого начала начинают захватывать кровеносные сосуды, то понятно, почему рак поджелудочной железы начинает расселяться по организму с самых ранних стадий.

Авторам работы удалось также выяснить, какие молекулярные механизмы при этом срабатывают. Раковые клетки вытесняли сосудистые с помощью сигнального пути, связанного с белком TGF-β (трансформирующим ростовым фактором бета). У TGF-β много функций, и среди прочего он регулирует деление клеток; неправильно работающий сигнальный путь TGF-β можно обнаружить в злокачественных опухолях разных видов. В данном случае, когда чип с опухолевыми клетками и «капилляром» обрабатывали веществом, подавлявшим работу TGF-β, то раковые клетки уже не так активно атаковали «капилляр». И если то же вещество, подавляющее TGF-β, давали мышам с опухолью, то в опухоли оказывалось больше кровеносных сосудов – она не могла внутри самой себя их захватить.

Белок TGF-β взаимодействует с разными рецепторами на поверхности клеток; но и сами рецепторы внутри клетки передают сигналы на разные белки-партнёры. Исследователи определили у сосудистых клеток и конкретный рецептор, и его внутриклеточного партнёра, которые принимают сигнал к уничтожению от TGF-β.

Можно подобрать вещества, которые целенаправленно будут отключать в сосудистых клетках и этот рецептор, и тот белок, который принимает от него нехороший сигнал. Такие препараты могли бы помочь в лечении рака поджелудочной железы: они не давали бы раку метастазировать и поглощать кровеносные сосуды, через которые в опухоль поступает лекарство.