Mechanobiologie kancerogeneze

RAUDENSKÁ, Martina, Jiří NAVRÁTIL, Jaromír GUMULEC and Michal MASAŘÍK. Mechanobiologie kancerogeneze (Mechanobiology of cancerogenesis). Klinická onkologie. Praha: Česká lékařská společnost J. E. Purkyně, 2021, vol. 34, No 3, p. 202-210. ISSN 0862-495X. Available from: https://dx.doi.org/10.48095/ccko2021202.

Basic information

• Original name: Mechanobiologie kancerogeneze
• Name (in English): Mechanobiology of cancerogenesis
• Authors: RAUDENSKÁ, Martina (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jiří NAVRÁTIL (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jaromír GUMULEC (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Michal MASAŘÍK (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution).
• Edition: Klinická onkologie, Praha, Česká lékařská společnost J. E. Purkyně, 2021, 0862-495X.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 30204 Oncology
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14110/21:00119605
• Organization unit: Faculty of Medicine
• Doi: http://dx.doi.org/10.48095/ccko2021202
• Keywords (in Czech): mechanobiologie; nádorová onemocnění; extracelulární matrix; mechanotransdukce; smykové napětí; rezistence vůči léčbě
• Keywords in English: Cancer; Extracellular matrix; Mechanobiology; Mechanotransduction; Shear stress; Therapy resistence
• Tags: rivok
• Tags: Reviewed

Abstract

Východiska: V mikroprostředí nádoru a v průběhu metastazování jsou nádorové buňky vystaveny různým mechanickým stimulům. Příkladem je tlakové napětí, tahové síly mezi buňkami či buňkou a extracelulární matrix, tlak intersticiální tekutiny a smykové napětí. Buňky aktivně snímají a zpracovávají tyto mechanické informace procesem mechanotransdukce a na základě těchto signálů rozhodují o svém růstu, pohyblivosti a diferenciaci. Mechanické vlastnosti nádorového mikroprostředí mohou tedy zásadně ovlivnit chování nádorových buněk a významně podpořit kancerogenezi. Během progrese nádoru se mění mechanické vlastnosti extracelulární matrix v důsledku desmoplastické reakce. Následně vzniká pozitivní zpětnovazebná smyčka mezi tuhou, desmoplastickou extracelulární matrix a vlastnostmi podporujícími expanzi nádoru, jelikož nádorové buňky mohou pomocí mechanických stimulů zvýšit svoji proliferaci, migrační a invazivní potenciál i terapeutickou rezistenci. Mechanobio­logie je progresivní multidisciplinární obor, který studuje, jak mechanické síly ovlivňují chování buněk či tkání, a může poskytnout nové atraktivní cíle pro léčbu nádorového onemocnění. Cíl: V tomto přehledovém článku pojednáváme o mechanických vlastnostech nádorových buněk a popisujeme účinek transformované extracelulární matrix na progresi nádoru. Domníváme se, že rozdíly v mechanobio­logii buněk a extracelulární matrix jsou zásadní pro rozvoj nádorů a mohly by poskytnout zajímavé cíle pro léčbu.

Abstract (in English)

Background: Within the tumour microenvironment, tumour cells are exposed to different mechanical stimuli such as compression stress, cell-cell and cell-extracellular matrix traction forces, interstitial fluid pressure, and shear stress. Cells actively sense and process this information by the mechanism of mechanotransduction to make decisions about their growth, motility, and differentiation. Indeed, the mechanical properties of the tumour microenvironment can deeply influence the behaviour of cancer cells and promote cancerogenesis. During tumour progression, desmoplasia arises and a positive feedback loop between the stiffening extracellular matrix and the properties enabling tumour expansion is established. Tumour cells can use mechanic stimuli to promote proliferation, increase their migratory and invasive potential, and induce therapeutic resistance. Mechanobio­logy is a progressive multidisciplinary field which studies how mechanical forces influence the behaviour of cells or tissues and may provide some interesting targets for cancer therapy. Purpose: In this review, we discuss the mechanical properties of cancer cells and describe the tumour promoting effect of the transformed extracellular matrix. We propose that the differences in the mechanobio­logy of cells and extracellular matrix are significant enough to facilitate tumorigenesis and may provide interesting targets for cancer therapy.

Links

• GA18-03978S, research and development project: Name: Efekt buněčné tuhosti a mikroprostředí jako prediktor odpovědi na léčbu karcinomů hlavy a krku

Investor: Czech Science Foundation