Kanser hücrelerinin metastaz yapabilmesi için damarın iç yüzeyini kaplayan yassı endotel hücrelerinin katmanlarını geçmeleri gerekir. Kanser hücrelerinin endotel hücrelerine sinyal gönderdiği ve böylece endotel hücrelerinin kanserin geçebileceği boşluklar açtıkları düşünülüyor. Şimdi Birmingham’daki bir araştırma ekibi, alternatif ya da tamamlayıcı bir sürecin de işin içinde olabileceğini ileri sürüyor. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Zaragoza Üniversitesi ve diğer ortaklarla işbirliği yapan araştırma ekibi, endotel katmanındaki açıklıkların nasıl ve nerede göründüğünü ve ne kadar açık kaldıklarını göstermek için endotel hücrelerinin davranışlarının ayrıntılı bir matematiksel modelini oluşturdu.
PLOS Computational Biology dergisinde “Mekanik Kuvvetler Dengesi Endotelyal Boşluk Oluşumunu Sağlar ve Kanser/ Bağışıklık Hücre Ekstravazasyonunu Kolaylaştırabilir” başlığıyla yayımlanan araştırma sonuçları, hücrelerin yapısındaki fiziksel güçlerin, hücreleri sürekli olarak farklı yönlere itip çektiklerini, bazen aralarındaki bağların kopmasına ve geçici boşluklara neden olduğunu gösterdi.
ÜÇ HÜCRELİ KAVŞAKLARI TERCİH EDİYOR
Endoteldeki boşlukların oluşumu, hem kanser hem de bağışıklık hücresinin sızmasının altında yatan ve enfeksiyon sırasında bağışıklık sisteminin işleyişine, istenmeyen kronik yangının gelişmesine ve tümör metastazına katkıda bulunan çok önemli bir süreçtir. Bu çalışmada araştırmacılar, bir endotel hücresinin tek tabakasının stokastik-mekanik çok-ölçekli bir modelini sundular. Endotelin dinamik yapısının, göç eden hücrelerin müdahalesi olmadan bile kendiliğinden boşluk oluşumuna yol açtığını gösterdiler. Araştırmacılar, bu boşlukların, tercihen iki hücre arasındaki sınırın aksine, üç endotel hücresi arasındaki köşelerde göründüğünü belirttiler. İki hücre arasındaki sınırlara gelen kanser hücreleri, sızdıkları bölge olan üç hücreli kavşaklara doğru göç ettiler. Bu, kanser hücrelerinin yalnızca endotele kimyasal olarak yeni boşluklar açmaları için sinyal göndermediğini, aynı zamanda fırsatçı bir bekle ve gör yaklaşımı kullanabileceğini gösteriyor. Kanser hücreleri, endoteldeki kendiliğinden oluşan boşluklardan faydalanıyor.
Araştırmacılar, bu boşlukların sıklığını ve ömrünü ölçtüler ve öngörülerini deneysel olarak onayladılar. Araştırmacılar modellerini kanser hücreleri ile tek tabakalı endotel hücre kültürleri üzerinde test ettiler. Kanser hücrelerinin bu endotel hareketinden nasıl faydalanabildiklerini ve boşluklardan nasıl geçtiklerini gözlemlediler.
Birmingham Üniversitesi uygulamalı matematik öğretim görevlisi ve araştırmanın yürütücüsü Fabian Spill, “Endoteldeki boşluklar, kanser hücrelerinin olup olmadığına bakmaksızın, kendiliğinden açılıp kapanıyor. Bu durum hücrelere farklı kuvvetler uygulayan kimya ve mekanik arasındaki bir etkileşimden kaynaklanıyor. Araştırmacıların çalışması, bu süreçte önemi olan mekanik kuvvetlere odaklanıyor” dedi.
Bu çalışmada, araştırma ekibi vasküler sistem üzerinde durdu. Araştırma ekibi, yakın gelecekteki çalışmalarında kanser hücrelerinin göçlerini etkileyebilecek lenfatik sistem, farklı endotelyal hücre tipleri, kan akışı ve kan damarlarının 3B yapısı gibi endotel boşluk dinamiğine katkıda bulunan diğer faktörlere daha fazla odaklanacaklar.
