Исследование, проведенное под руководством Корнелла, показало, как смертельная форма рака поджелудочной железы попадает в кровоток, что позволило разрешить давнюю загадку распространения заболевания и определить перспективную мишень для терапии. Протоковая аденокарцинома поджелудочной железы – один из самых смертельных видов рака: менее 10% пациентов выживают в течение пяти лет после постановки диагноза. Её микроокружение представляет собой плотную фиброзную ткань, которая действует как броня вокруг опухоли. Этот барьер затрудняет доставку лекарств и, теоретически, должен предотвращать распространение опухоли. Однако рак метастазирует с поразительной эффективностью – парадокс, озадачивающий учёных.
Новое исследование, опубликованное в журнале Molecular Cancer, показывает, что за это отвечает биологический рецептор ALK7, активирующий два взаимосвязанных пути, работающих в тандеме. Один из них повышает подвижность раковых клеток посредством процесса, называемого эпителиально-мезенхимальным переходом , а другой вырабатывает ферменты, физически разрушающие стенки кровеносных сосудов . «Другими словами, ALK7 даёт клеткам рака поджелудочной железы как двигатель для движения, так и инструменты для вторжения», — говорит Эсак Ли, ведущий автор исследования и доцент Школы биомедицинской инженерии Мейнига в Корнеллском инженерном институте.
Исследование помогает разрешить противоречивые выводы об ALK7, который в одних исследованиях связывали с блокированием распространения рака, а в других — со стимуляцией этого процесса. Используя мышиные модели рака поджелудочной железы и передовые системы «орган-на-чипе», имитирующие человеческие кровеносные сосуды, исследователи показали, что блокирование ALK7 значительно замедляет метастазирование.
Система «орган-на-чипе», разработанная в лаборатории Ли, имитирует микросреду опухоли и превосходит модели животных для изучения различных стадий рака. Используя её, исследователи изучили, стимулирует ли ALK7 первоначальное проникновение в кровеносные сосуды или более позднюю стадию, когда циркулирующие опухолевые клетки выходят из кровотока, образуя новые опухоли в таких органах, как лёгкие или печень. Они обнаружили, что раковые клетки не могли проникать в кровеносные сосуды при ингибировании ALK7. Но когда они имитировали более позднюю стадию рака, помещая клетки внутрь сосудов, они быстро распространялись, что указывает на решающее значение своевременности начала лечения. «Как только мы упустим эту раннюю возможность заблокировать рецепторы ALK7, раковые клетки смогут свободно циркулировать в кровотоке и легко проникать в другие органы», — сказал Ли. «Но если мы сможем подавить ALK7 на самой ранней и уязвимой стадии рака, мы можем добиться лучших результатов для пациентов».
Исследование также подчеркивает потенциал применения платформ «орган-на-чипе» для изучения других видов рака или того, как иммунные клетки проникают в сосуды и выходят из них. «Некоторые виды рака имеют совершенно разную микросреду, поэтому потенциально ALK7 может оказывать разное воздействие», — сказал Ли. «Я надеюсь, что это исследование действительно откроет новые горизонты в изучении рака».
Дополнительная информация: Анна М. Коларжик и др., «Неканонические пути ALK7 способствуют метастазированию рака поджелудочной железы посредством разрушения базальной мембраны и интравазации, опосредованного β-катенином/ММП», Molecular Cancer (2025). DOI: 10.1186/s12943-025-02384-w
фото: Трёхмерная модель опухоли «сосуд на чипе», показывающая, как клетки рака поджелудочной железы (зелёные) проникают в искусственный кровеносный сосуд (красный), разрушая базальную мембрану сосуда (жёлтый). Фото: Lee Lab