Эпителиально — мезенхимальный переход (EMT) описывает процессы, которые превращают эпителиальные клетки в мезенхимальные. Это происходит из-за потери полярности и межклеточных адгезий в эпителиальных клетках, наряду с обретением способности мигрировать, пролиферировать, дифференцироваться и развиваться в определенные ткани и органы.
Значение эпителиально-мезенхимального перехода
Хотя их функция и активность еще до конца не изучены, исследования показали, что мезенхимальные клетки играют ключевую роль в восстановлении тканей и патологических процессах. Они также участвуют в фиброзе тканей, инвазивности опухоли и метастазировании.
Появляется все больше свидетельств, указывающих на активацию эпителиально-мезенхимальных переходов в процессе заболевания. Было замечено, что хронически воспаленные ткани и неоплазия соответствуют эпителиально-мезенхимальному переходу, и в настоящее время исследователи стремятся определить пути, которые приводят к его активации, чтобы разработать новые терапевтические вмешательства.
Как происходят эпителиально-мезенхимальные переходы?
Эпителиальные клетки, которые являются важной единицей многих органов организма, обычно поляризованы и взаимодействуют с базальной мембраной через ее базальную поверхность.
В ходе биологического процесса эпителиально-мезенхимального перехода эпителиальная клетка претерпевает ряд изменений, которые превращают ее в мезенхимальную клетку, придавая ей такие свойства, как улучшенная миграционная способность, инвазивность, повышенная устойчивость к апоптозу и значительно улучшенная продукция компонентов внеклеточного матрикса.
Характерное расположение эпителиальных клеток в когезивные пластинки, надежно прикрепляющие их друг к другу, уничтожается во время эпителиально-мезенхимальных переходов. Эта часть процесса означает завершение перехода, в этот момент новообразованные мезенхимальные клетки освобождаются от эпителиального слоя.
Инициация перехода инициируется молекулярными процессами, такими как активация факторов транскрипции, выработка ферментов, разрушающих ECM, экспрессия определенных белков клеточной поверхности, реорганизация и экспрессия белков цитоскелета, а также изменения в экспрессии специфических микроРНК.
Процессы, которые происходят как часть перехода, обратимы, и по этой причине название было изменено с «эпителиально-мезенхимальная трансформация» на «эпителиально-мезенхимальный переход», чтобы отразить тот факт, что результаты процесса изменчивы.
Мезенхимально-эпителиальный переход (MET) представляет собой обратный переход, при котором мезенхимальные клетки превращаются в эпителиальные клетки. К сожалению, этот процесс плохо изучен, и предстоит проделать гораздо больше работы, чтобы получить четкое представление о том, как он работает.
Значение для лечения рака
Процесс перехода от эпителия к мезенхиме вовлечен в образование и рост раковых клеток. Растущий объем исследований раскрывает ключевую роль, которую этот переход играет в прогрессировании опухоли, метастазировании и резистентности к лечению. Продолжаются исследования, направленные на изучение значения перехода от эпителия к мезенхиме в развитии различных видов рака, и предполагается, что это позволит найти новые способы эффективного лечения.
В 2008 году ученые объединились и классифицировали три подтипа эпителиально — мезенхимального перехода. Первый из них связан с функцией генерации мезенхимальных клеток наряду с обратным процессом. Второй тип характеризуется своей функцией при заживлении ран, регенерации тканей и фиброзе.
Последний, третий тип, был классифицирован как переходы, которые происходят в эпителиальных неопластических клетках при прохождении генетических и эпигенетических изменений. Ученые обнаружили, что именно этот третий тип связан с прогрессированием рака. При эпителиальных видах рака, таких как рак поджелудочной железы, были идентифицированы эпителиально-мезенхимальные переходы третьего типа, участвующие в стадиях инвазии, диссеминации и метастазирования.
В процессе перехода было замечено, что клетки могут приобретать молекулярные изменения, которые могут способствовать развитию дисфункциональных соединений и адгезий между клетками и влиять на их морфологию. Инвазия раковых клеток и прогрессирование поддерживаются обоими этими факторами.
Накоплен широкий массив фактических данных, привлекающих внимание к важности подтверждения сложных молекулярных сигнальных путей, которые контролируют эпителиально-мезенхимальный переход и раковые стволовые клетки при раке поджелудочной железы.
Эта идентификация важна на этапах мониторинга формирования опухоли, прогрессирования и ответа на терапию. Ученые работают над способами улучшения клинических результатов, используя преимущества того, что было известно о роли эпителиально-мезенхимального перехода при раке.
В настоящее время, хотя процесс перехода вовлечен в возникновение и поддержание рака, ученые признают, что недостаточно данных для полного объяснения ключевых задействованных молекулярных сетей, которые дали бы полное понимание того, как он способствует прогрессированию злокачественной опухоли.
Достижение понимания поведения этих специфических молекулярных путей потенциально может привести к разработке более эффективных стратегий лечения. Исследования у пациенток с раком молочной железы показали, что количество клеток, инициирующих опухоль, которые обладают способностью регенерировать все типы клеток в опухоли, повышается у пациенток с раком молочной железы после лечения.
В дополнение к этому они обнаружили, что при подтипе рака молочной железы с низким уровнем клаудена клетки, инициирующие опухоль, характеризуются высокой экспрессией маркеров, связанных с эпителиально-мезенхимальным переходом. Исследователи предположили, что существует прямая связь между усилением свойств клеток, инициирующих опухоль, и переходами от эпителия к мезенхиме.
Считается, что благодаря дальнейшим исследованиям удастся разработать новые методы лечения, нацеленные на специфические молекулярные пути, связанные с эпителиально — мезенхимальными переходами, которые можно было бы применять вместе с другими традиционными методами лечения для повышения эффективности лечения.
