Onderzoekers van de Erler Group van het Biotech Research &Innovation Centre (BRIC) in Kopenhagen hebben ontdekt dat de stijfheid van een dunne membraanstructuur die cellen omvat en alle bloedvaten bekleedt, reguleert hoe gemakkelijk kankercellen weefsels kunnen doorbreken om zich door het lichaam te verspreiden. en is dus een belangrijke bepalende factor voor de overleving van kankerpatiënten. De resultaten zijn gepubliceerd in Natuurmaterialen vandaag.

De onderzoekers analyseerden cellen, muis modellen, en menselijke patiëntenmonsters met behulp van biochemische, wiskundig, en biofysische methoden. Ze identificeerden een eiwit dat aanwezig is in de gaasachtige membraanstructuur (het basaalmembraan) geassocieerd met zachtheid van tumoren en bloedvaten, en een goede overleving van kankerpatiënten. De onderzoekers testten of het verwijderen van dit eiwit uit het basaalmembraan de verspreiding van kanker zou bevorderen. wat het deed, en als de toevoer van dit eiwit de verspreiding van kanker zou verminderen, wat het deed. Ze toonden aan dat de niveaus van dit eiwit (netrine-4) die al aanwezig zijn in het basaalmembraan van organen, de verspreiding van kanker kunnen bepalen nog voordat kanker zich ontwikkelt, bij verschillende kankersoorten.

"Dit zijn buitengewoon opwindende bevindingen die de mogelijkheid openen om te voorspellen naar welke organen de kanker van een persoon zich het meest waarschijnlijk verspreidt voordat ze zelfs kanker hebben. Deze informatie heeft daarom het potentieel om de behandeling en zorg van kankerpatiënten te begeleiden en te verbeteren, " zei professor Janine Erler, senior onderzoeker op het papier.

In hun studie hebben de onderzoekers konden voor het eerst de impact van de samenstelling van het basaalmembraan op de mechanische eigenschappen ervan aantonen, waardoor de transmigratie van kankercellen over deze eiwitgrens in de intercellulaire ruimte wordt beïnvloed. Ze identificeerden het uitgescheiden eiwit netrin-4 om knooppunten in het basale membraannetwerk te openen, die tegelijkertijd het basaalmembraan verzacht en de maaswijdte (porie) vergroot. Deze onverwachte bevinding benadrukt dat de beweging van kankercellen dominant wordt gecontroleerd door de stijfheid van het basaalmembraan en dat de poriegrootte een rol speelt. Dus, hoe meer netrin-4 in het basaalmembraan van de primaire tumor of in bloedvaten in organen die vatbaar zijn voor metastase, hoe minder metastase, van invloed zijn op de overleving van de patiënt. Bovendien, ze tonen voor het eerst aan dat de mechanische eigenschappen van het basaalmembraan, onafhankelijk van kankergerelateerde modificaties, een cruciale bepalende factor zijn voor de overleving van kankerpatiënten.

"We waren ongelooflijk enthousiast om een ​​mechanistische verklaring voor onze waarnemingen te vinden waarbij de theoretische modellering nauw overeenkwam met onze experimentele gegevens. We konden aantonen dat de meer aanwezige netrin-4-moleculen, hoe zachter het basaalmembraan en hoe moeilijker het voor een cel is om dit membraan te passeren, waardoor de cellen in één gebied blijven. We onderzoeken momenteel het therapeutische en diagnostische potentieel van onze bevindingen. Onze studie is het resultaat van een enorme samenwerkingsinspanning van onderzoekers in Denemarken, Zweden, Duitsland, het VK, en België, verspreid over vele disciplines, wat de sleutel was tot het behalen van de opwindende resultaten, " voegde Dr. Raphael Reuten toe, hoofdonderzoeker van het onderzoek.

historisch, er is veel aandacht geweest voor de stijfheid van de extracellulaire matrix die buiten de cellen ligt en de invloed op de progressie van kanker. Echter, er zijn geen onderzoeken gedaan naar de invloed van de stijfheid van het basaalmembraan. Bovendien, het bestuderen van de impact van mechanische eigenschappen van het basaalmembraan op celinvasie en kankermetastase was tot nu toe niet mogelijk. De mechanistische inzichten in de activiteit van netrin-4 in basaalmembranen hebben de onderzoekers in staat gesteld om deze kenniskloof te overbruggen en nieuwe mogelijkheden te bieden om de stijfheid van het basaalmembraan in een breed scala van biologische processen te bestuderen.