Metastaze su u velikoj meri odgovorne za stopu smrtnosti pacijenata sa solidnim karcinomom; prognoza pacijenata sa rakom se značajno smanjuje ako se dijagnostikuju metastaze. Do sada nije bilo dostupne procedure za pouzdano predviđanje verovatnoće budućih metastaza.
Tim naučnika iz Danske i Nemačke predvođen mlađim profesorom dr Rafaelom Rojtenom sa Medicinskog fakulteta Univerziteta u Frajburgu i profesorom Hauke Klauzen-Šauman sa Minhenskog univerziteta primenjenih nauka (HM) sada je napravio prvi korak ka ranoj dijagnozi formiranja metastaza: razvili su metod lak za korišćenje za analizu bazalne membrane u ljudskom telu—jer su njene mehaničke osobine ključni faktor tokom metastatskog procesa. Rezultati su objavljeni u Nature Protocols.
„Uvereni smo da će objavljivanje ove metode u obliku detaljnog protokola omogućiti da se približimo ranoj dijagnozi formiranja metastaza“, kaže Reuten. Koristeći protokol, naučnici širom sveta će moći da identifikuju da li različite osobe poseduju različite mehanike bazalne membrane i da li su one povezane sa formiranjem metastaza.
Bazalna membrana je struktura ekstracelularnog matriksa – proteinske mase izvan ćelija – koja okružuje sve krvne sudove, mnoge organe, a takođe i tumore.
U prošlosti se pretpostavljalo da je ova struktura samo barijera koju ćelije raka moraju da prevaziđu uz pomoć sopstvenih mehanizama. Međutim, u radu iz 2021. godine, Reuten i Clausen-Schaumann su uspeli da pokažu da su mehanička svojstva bazalne membrane sama po sebi odlučujući faktor koji utiče na metastaze ćelija raka, a samim tim i na prognozu pacijenata sa rakom: što je bazalna membrana mekša , što manje ćelija raka prevazilazi ovu barijeru – što rezultira smanjenjem metastaza – i produženim preživljavanjem.
Zajedno sa Klinikom za akušerstvo i ginekologiju Univerzitetskog medicinskog centra u Frajburgu i odeljenjem za patologiju u Rigshospitaletu u Kopenhagenu, naučnici su sada objavili alatku za analizu u obliku detaljnog i jednostavnog vodiča korak po korak, koji pokazuje kako da se odredi mehanička svojstva bazalne membrane u ljudskim plućima.
Tim je takođe stavio na raspolaganje naučnoj zajednici poluautomatski softver za analizu podataka merenja i identifikaciju bazalne membrane. Ovaj softver će u budućnosti postati još moćniji sa veštačkom inteligencijom.
„Kada budu postojali sveobuhvatniji podaci, biće implementirano potpuno automatizovano prepoznavanje bazalne membrane korišćenjem mašinskog učenja“, kaže prvi autor studije Bastijan Hartman sa Univerziteta primenjenih nauka u Minhenu (HM).
Bazalna membrana ima debljinu od samo 100 do 400 nanometara (otprilike jedan desethiljaditi deo milimetra). „Lokalizirati ga tačno u tkivu, izmeriti njegova mehanička svojstva i precizno razlikovati ovo od okolnog tkiva bio je izuzetan izazov“, kaže biofizičar Hauke Klauzen-Šauman.
„Uspeli smo da rešimo ovo kombinacijom optičke mikroskopije i mikroskopije atomske sile.“ Novi protokol sada proširuje ovu proceduru tako da uključuje bazalnu membranu ljudskih pluća što je čini izvodljivom za neiskusne korisnike.
Naučnici predviđaju da će se njihovim metodom dobiti važni nalazi za istraživanje raka. To je zato što, iako tumori preoblikuju mnoge strukture u telu kako bi zadovoljile svoje potrebe, nezavisno od takvih promena povezanih sa rakom, pojedinačna mehanička svojstva bazalne membrane imaju presudan uticaj na proces metastaza.
Stoga bi moglo biti moguće, teoretizira Reuten, da određeni mehanizmi bazalne membrane čine neke ljude u principu ranjivijim za razvoj metastaza.
