Komórki raka tworzące przerzuty poruszają się tak sprytnie jak polujące lisy

Komórki raka, które tworzą przerzuty, poruszają się po organizmie w sprytny sposób. To ruch, który matematycznie daje się opisać jako tzw. ruch Levy`ego, charakterystyczny np. dla polujących lisów, albatrosów czy rekinów – pokazał prof. Bartosz Grzybowski z zespołem. A co, gdyby ruch ten upośledzić?

Jeśli szukasz restauracji w obcym mieście, nie masz przy sobie mapy i nie chcesz pytać nikogo o drogę, nauka podsuwa ci dobry pomysł. „Najpierw pokręć się trochę po okolicy, w której jesteś, a jeśli nie znajdziesz miejsca, w którym możesz zjeść, odjedź gdzieś dalej w losowym kierunku i tam znowu pokręć się po okolicy” – radzi w rozmowie z PAP chemik prof. Bartosz Grzybowski z IBS Center for Soft and Living Mater w Korei Płd.

Tak w dużym uproszczeniu wygląda właśnie ruch Levy`ego (Levy walk). To ruch chaotyczny, (tzw. ruch Browna) zestawiony w odpowiednich proporcjach z ruchem po linii prostej. „Okazuje się, że to najlepsza strategia szukania zasobów w nieznanym terenie przy ograniczonych zasobach” – ocenia naukowiec.

BĄDŹ SPRYTNY JAK LIS!

I dodaje, że tak poruszają się w czasie polowania duże drapieżniki takie jak rekiny, albatrosy czy lisy. „Lis też trochę się pokręci w jednym miejscu, potem biegnie przed siebie np. 200 metrów, potem znów powęszy, potem znowu pędzi prosto 100 metrów, aż w końcu znajdzie jakiegoś królika” – uśmiecha się naukowiec.

Prof. Bartosz Grzybowski w swoich badaniach opisywał ruch komórek raka tworzących przerzuty. Okazało się, że ruch tych komórek daje się opisać właśnie jako ruch Levy`ego. Zespół badacza pokazał też, jak w komórce taki ruch upośledzić. „Ona będzie głupiej chodzić po naszym organizmie. Wydaje nam się więc – jeśli chodzi o styl poruszania się – że z drapieżników możemy zrobić potulne owce” – porównuje naukowiec.

Badania kierowane przez naukowca oraz prof. Kristianę Kandere-Grzybowską ukazały się w listopadzie w „Nature Communications”.

RUCHOME KOMÓRKI

Być może kiedyś uda się ten pomysł wykorzystać w nowych terapiach przeciwnowotworowych. „Ale czy to będzie działanie dla organizmu korzystne, trzeba jeszcze wykazać” – przyznaje chemik.

„Jeśli żywą komórkę postawi się na szkiełku i obserwuje pod mikroskopem, to widać, że ona się porusza” – opisuje naukowiec. I dodaje, że to samo dzieje się wewnątrz organizmu. „Nie wszystkie jednak ruchy komórek w ciele są dobre. A w szczególności bardzo źle, kiedy po ludzkim ciele poruszają się komórki nowotworowe” – opowiada w rozmowie z PAP prof. Grzybowski.

Wyjaśnia, że od dawna było wiadomo, że inaczej poruszają się zdrowe komórki, a inaczej komórki nowotworowe, które mogą tworzyć przerzuty. Dopiero jednak w „Nature Communications” pokazano matematyczną charakterystykę tego ruchu.

IDZIE RAK. WCALE NIE NIEBORAK

Badania wykonano na kilku rodzajach komórek nowotworowych: raku prostaty, piersi i skóry – zarówno w fazie dającej przerzuty, jak i w fazie nieprzerzutowej.

Naukowiec wyjaśnia, że dopiero kiedy nowotwór wejdzie w fazę tworzenia przerzutów, jego komórki zaczynają się poruszać jak drapieżnik. „To dosyć przerażające – te komórki wykształcają w sobie – nie wiemy jeszcze jak – mechanizm optymalnego szukania w organizmie miejsca, w którym będzie im dobrze” – komentuje polski badacz.

I tłumaczy, jak porusza się komórka. „Można sobie wyobrazić, że komórki mają napęd z przodu i z tyłu. Aby się ruszyć, komórka musi wypchnąć do przodu swoją przednią część, a zabrać tylną. Jeśli te napędy działają w innych rytmach, komórka porusza się chaotycznie. I tak właśnie dzieje się to w komórkach zdrowych oraz nowotworach, które nie dają przerzutów. Jeśli jednak zsynchronizujemy napędy przedni z tylnym, komórka posuwa się prosto do przodu” – opowiada naukowiec. Dodaje, że w nowotworach przerzutujących co jakiś czas napędy komórki się synchronizują, co pozwala im wykonywać długie proste „skoki”.

Badacze z jego zespołu pokazali, jak rozsynchronizować te dwa komórkowe napędy, aby komórki zamiast wykonywać skoki, znów zaczynały się kręcić w kółko, jak zwykłe komórki. „Udało nam się to zrobić za pomocą inżynierii genetycznej. To są wprawdzie dalej komórki nowotworowe, ale tracą umiejętność chodzenia w sposób drapieżny” – opowiada naukowiec.

TERAPIA? TO JESZCZE TRZEBA SPRAWDZIĆ!

„To się powinno przekładać na to, że takie komórki stracą umiejętność tworzenia przerzutów. Ale nie jesteśmy lekarzami. I dalsze badania to już praca nie dla naszego zespołu, ale dla koncernów farmaceutycznych” – mówi naukowiec.

I zachęca do kontynuowania tych badań: „Ja z założenia nie patentuję odkryć, które mają związek z życiem ludzkim, z chorobami. Każdy może więc wykorzystać mój pomysł w pracach nad nową terapią„.

Naukowiec wyjaśnia, że badania trwały aż 10 lat, bo trzeba było zebrać bardzo dużo danych o tym, jak poruszają się komórki (a to ruchy rzędu mikronów – tysięcznych części milimetra). Poza tym naukowcy badali nie tylko ruch komórek in vitro, ale również wewnątrz żywych organizmów. A tam śledzenie tak mikroskopijnych ruchów jest możliwe dopiero dzięki najnowszym osiągnięciom technologii.