Laboratoř mechanismů invazivity nádorových buněk

Výzkumné zaměření

U většiny nádorových onemocnění je nejnebezpečnějším aspektem schopnost nádorových buněk vytvářet sekundární ložiska, tzv. metastáze. Ačkoli pro úspěšné metastazování musí buňky obvykle absolvovat mnoho procesů, za kritický bývá obecně považován  průnik (invaze) buněk z původního nádoru do okolní tkáně. V současné době jsou známy dva hlavní způsoby buněčné invazivity. Déle známým a lépe popsaným způsobem je mezenchymální invazivita. Tento způsob invazivity je charakterizován závislostí na aktivitě extracelulárních proteáz – enzymů, schopných odbourávat mezibuněčnou hmotu. Druhý způsob invazivity je nezávislý na aktivitě extracelulárních proteáz ale vyžaduje aktivitu jiného enzymu - malé GTPázy Rho. Tento typ invazivity se podle morfologie buněk v 3D prostředí extracelulární matrix nazývá améboidní invazivita. GTPáza Rho aktivuje kinázu ROCK což následně vede k zvýšené fosforylaci lehkého řetězce myozínu a zesílení kontraktility  aktomyozínu. Předpokládá se, že zvýšená aktivita aktomyozínu dává buňkám schopnost silou se protlačit denzním prostředím extracelulární matrix.

Laboratoř mechanismů invazivity nádorových buněk byla založena v roce 2006 na katedře Buněčné biologie a  zabývá se molekulárními procesy a morfologickými změnami, které dávají transformované buňce schopnost efektivně invadovat do okolní tkáně. Pro výzkum využíváme například buněčného modelu metastatické progrese, který jsme získali v rámci spolupráce s MUDr. P. Veselým (ÚMG, Praha). Model se skládá ze 4 sarkomových linií, parentální a tří odvozených linií s postupně se zvyšující schopností metastazovat. Podařilo se nám ukázat, že i buňky mezenchymálního původu, jako jsou právě sarkomové buňky modelu, mohou využívat améboidní typ invazivity, který byl do té doby popsán pouze u karcinomových buněk. Ve spolupráci s laboratoří prof. B. Fabryho (University of Erlangen‑Nuremberg, Germany) jsme dále ukázali, že buňky silně metastazující linie jsou výrazně silnější než buňky parentální linie, a tím jsme potvrdili předpoklad závislosti améboidní invazivity na zvýšené schopnosti buněk generovat trakční síly.

Skupina se rovněž zabývá úlohou dynamiky cytoskeletu v invazivitě primárních buněk karcinomu prsu. Výzkum probíhá ve spolupráci s již zmíněnou laboratoří prof. B. Fabryho a dále ve spolupráci s doc. Chmelíkem na VUT Brno – zde se jedná o využití digitální holografické mikroskopie při analýze dynamiky cytoskeletu nádorových buněk.

Ve spolupráci s laboratoří prof. S.K. Hankse na Vanderbilt University Medical Center, TN, USA studujeme úlohu proteinů Src a CAS v mesenchymální invazivitě nádorových buněk. V neposlední řadě se zabýváme výzkumem morfologie invadopodií – invazívních struktur mezenchymálně invadujících buněk v komplexním prostředí.