Bagaimana aliran darah membantu penyebaran kanker
Metastasis adalah penyebaran kanker ke bagian tubuh lain dan alasan utama mengapa penyakit ini begitu serius. Sekarang, penelitian terbaru mengungkapkan bahwa aliran darah adalah faktor kunci dalam proses ini.
Dalam makalah yang kini telah diterbitkan di jurnal Sel Perkembangan, para ilmuwan - yang berasal dari Institut Nasional Penelitian Kesehatan dan Medis di Prancis - menjelaskan pengujian mereka pada ikan zebra dan manusia.
Eksperimen menegaskan bahwa aliran darah mempengaruhi lokasi di mana sel kanker yang bermigrasi "menahan" di dalam pembuluh darah.
Mereka juga merinci bagaimana sel kanker ini keluar melalui dinding pembuluh darah dan mendirikan situs tumor sekunder.
"Ide lama di lapangan," jelas penulis studi senior Dr. Jacky G. Goetz, kepala laboratorium di Universitas Strasbourg di Prancis - tempat penelitian dilakukan - "adalah bahwa penangkapan dipicu saat sirkulasi sel tumor berakhir di kapiler dengan diameter yang sangat kecil hanya karena batasan ukuran. ”
Namun, seperti yang dijelaskan Dr. Goetz, temuan mereka menunjukkan bahwa "kendala fisik" bukan satu-satunya pendorong metastasis, karena "aliran darah memiliki dampak yang kuat dalam memungkinkan sel tumor untuk membentuk adhesi dengan dinding pembuluh".
Metastasis dan langkah utamanya
Metastasis adalah proses di mana sel tumor berangkat dan bermigrasi dari situs utamanya dan berjalan melalui sistem getah bening atau aliran darah untuk membentuk tumor sekunder, atau metastasis, di bagian tubuh yang jauh.
Metastasis adalah penyebab utama kematian akibat kanker dan "sangat penting dalam prognosis pasien kanker".
Ini adalah proses yang kompleks dan berlanjut sebagai urutan langkah-langkah, yang masing-masing harus diselesaikan agar tumor sekunder berkembang. Serangkaian langkah, yang dikenal sebagai "kaskade metastasis", berlanjut sebagai berikut:
- menyerang jaringan sehat di dekatnya
- melintasi dinding pembuluh darah dan kelenjar getah bening tetangga
- bepergian melalui aliran darah atau sistem getah bening ke bagian tubuh yang jauh
- menangkap di terpencil, pembuluh darah kecil, atau kapiler, menyerang dinding mereka, dan menyeberang ke jaringan sehat di sekitarnya
- menabur tumor kecil yang layak di jaringan yang sehat
- menghasilkan suplai darah khusus dengan menumbuhkan pembuluh darah baru untuk memberi makan tumor baru
Studi baru ini menyangkut langkah keempat, di mana sel tumor yang bersirkulasi berhenti di kapiler dan melintasi endotelium mereka, atau penghalang sel yang melapisi dinding pembuluh darah, ke jaringan sekitarnya.
Studi mengeksplorasi 'isyarat mekanis' dalam darah
Dalam makalah studi mereka, penulis menjelaskan bahwa "sangat sedikit yang diketahui tentang bagaimana [sel tumor yang bersirkulasi] menangkap dan melekat pada endotelium kapiler kecil dan meninggalkan aliran darah dengan melintasi dinding pembuluh darah."
Sebuah area yang sangat tidak jelas, mereka menambahkan, adalah “peran yang dimainkan oleh isyarat mekanis yang ditemukan dalam darah” selama langkah ini.
Untuk studi mereka, para ilmuwan mengembangkan "pendekatan eksperimental asli" di mana mereka menandai dan mengikuti sel tumor yang bersirkulasi saat mereka melakukan perjalanan melalui pembuluh darah dalam embrio ikan zebra. Model tersebut juga memungkinkan mereka untuk memvariasikan dan mengukur aliran darah di pembuluh darah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa lokasi di pembuluh darah di mana sel tumor yang bersirkulasi berhenti berjalan terkait erat dengan laju aliran.
Para penulis mencatat bahwa "nilai kecepatan ambang batas untuk adhesi yang efisien […] berkisar dari 400 hingga 600 [mikrometer per detik].”
'Sel endotel menggulung di sekitar sel tumor'
Tim juga menemukan bahwa aliran darah sangat penting untuk "ekstravasasi", proses di mana sel tumor keluar dari pembuluh darah.
Ini terbukti dalam pencitraan timelapse yang menunjukkan sel endotel "menggulung" di sekitar sel tumor yang ditangkap di pembuluh darah embrio ikan zebra.
“Aliran darah pada langkah ini sangat penting. Tanpa aliran, renovasi endotel tidak terjadi. Anda membutuhkan sejumlah aliran untuk menjaga agar endotelium tetap aktif sehingga dapat membentuk ulang di sekitar sel tumor. "
Dr Jacky G. Goetz
Para peneliti mendapatkan hasil yang sama ketika mereka mengamati kemajuan metastasis otak pada tikus.
Untuk percobaan ini, mereka menggunakan teknik pencitraan yang disebut mikroskop korelatif intravital, yang menggabungkan model sel hidup dengan mikroskop elektron sehingga dinamikanya dapat diamati pada hewan hidup.
Tempat kontrol aliran, timbulnya tumor kedua
Akhirnya, tim mengkonfirmasi temuan tersebut dengan mengamati tumor sekunder di otak 100 pasien manusia, yang tumor utamanya berada di berbagai bagian tubuh.
Seperti model ikan zebra, mereka menggunakan teknik pencitraan untuk memetakan lokasi tumor sekunder.
Ketika mereka menggabungkan peta metastasis otak dengan peta aliran darah dari pasien kontrol yang sehat, para peneliti menemukan bahwa peta itu cocok dengan apa yang mereka temukan dalam model ikan zebra, membenarkan bahwa tumor sekunder lebih suka tumbuh di daerah di mana aliran darah berada dalam kisaran tertentu. .
Para penulis menyimpulkan bahwa temuan mereka mengungkapkan bahwa aliran darah tidak hanya mengontrol lokasi, tetapi juga permulaan "perkembangan metastasis."
Mereka sekarang ingin mencari cara untuk memblokir renovasi endotel di sekitar sel tumor yang bersirkulasi sebagai cara untuk mengganggu jalan keluarnya ke jaringan sekitarnya. Pencapaian tersebut dapat mencegah metastasis menyelesaikan langkah-langkah yang diperlukan untuk keberhasilan pertumbuhan tumor sekunder.
