Serce z komórek raka — symbol, który prowokuje naukę

Zdjęcie komórek raka piersi ułożonych w kształt serca, wykonane przez pacjentkę i badaczkę podczas terapii, obiegło światowe media. Stało się nie tylko poruszającym symbolem, ale również punktem wyjścia do ważnej rozmowy: o tym, że choroba nowotworowa to nie tylko zbiór pojedynczych zmutowanych komórek, ale złożona, dynamiczna architektura tkanek.

Nowoczesna onkologia coraz częściej odchodzi od patrzenia na komórki w izolacji. Coraz większe znaczenie zyskuje przestrzenna organizacja guza — to, jak komórki nowotworowe układają się względem siebie, względem naczyń, tkanki podporowej (stroma) i komórek układu odpornościowego.

To właśnie ta mikroarchitektura, niewidoczna w medialnych obrazach, może decydować o agresywności nowotworu i odpowiedzi na leczenie.

Architektura przestrzenna guza — ukryty wymiar raka

Tradycyjna histopatologia skupiała się na cechach pojedynczych komórek: wielkości jąder, liczbie mitoz, stosunku jądrowo-cytoplazmatycznym. Najnowsze badania pokazują, że równie istotne jest to, jak komórki są rozmieszczone i jak współdziałają z otoczeniem.

• W analizach przestrzennych guzów potrójnie ujemnego raka piersi (TNBC) zidentyfikowano powtarzalne „sąsiedztwa komórkowe” — klastry nowotworowych, odpornościowych i śródbłonkowych komórek, które współistnieją w określonych wzorcach. Niektóre z tych wzorców korelowały z gorszym rokowaniem i opornością na chemioterapię.
  
• Inne badania pokazały, że organizacja włókien macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) steruje ruchem i inwazyjnością komórek nowotworowych, tworząc „ścieżki” migracji wewnątrz guza.
  
• Analizy grafowe (cell-graphs) całych preparatów histologicznych wskazują, że gęstość połączeń między komórkami nowotworowymi i stroma jest predyktorem nawrotów i przerzutów.
  

Te odkrycia przesuwają punkt ciężkości z genetyki na morfologię i organizację przestrzenną — coś, co do niedawna było traktowane jako „tło”, a teraz staje się nowym biomarkerem.

TNBC — heterogeniczność, stroma i mikrośrodowisko guza

Potrójnie ujemny rak piersi to szczególnie dobry przykład, bo jest skrajnie heterogenny. Nie tylko różni pacjenci mają różne mutacje, ale nawet w obrębie jednego guza występują odmienne populacje komórek i mikrośrodowisk.

• W niektórych regionach dominują zwarte klastry komórek nowotworowych otoczone fibroblastami i kolagenem, tworzące barierę mechaniczną dla leków.
  
• W innych pojawiają się strefy bogate w naczynia i komórki odpornościowe, które sprzyjają inwazji i przerzutom.
  
• Obecność lokalnych gradientów hipoksji (niedotlenienia) w obrębie guza powoduje aktywację genów oporności na leczenie i wzrost agresywności komórek.
  

Te mikrośrodowiska nie są przypadkowe — mają strukturę, która wpływa na przebieg choroby. Ich analiza wymaga nowoczesnych metod obrazowania: spatial transcriptomics, profilowania białek w kontekście tkankowym i sztucznej inteligencji do analizy obrazów całych preparatów histopatologicznych.

Co może wynikać z „sercowego” obrazu

W tym kontekście fotografia komórek raka ułożonych w kształt serca może pełnić rolę symbolicznego teasera — przypominać, że układ komórek nie jest tylko estetyką, ale może być nośnikiem informacji biologicznej.

W przyszłości możliwe jest:

• tworzenie atlasów przestrzennych guzów piersi i innych nowotworów,
  
• identyfikowanie „układów wysokiego ryzyka” na podstawie architektury,
  
• dostosowanie terapii do konkretnego mikrośrodowiska w obrębie guza,
  
• włączanie analizy przestrzennej do rutynowych raportów histopatologicznych.
  

Takie podejście mogłoby całkowicie zmienić sposób, w jaki interpretujemy obrazy histologiczne — z estetycznych fotografii w mapy funkcjonalne guza.

Podsumowanie

Fotografia komórek raka w kształcie serca porusza emocje, ale jej największa wartość może leżeć w tym, że prowokuje pytania. Współczesna onkologia zmierza w stronę analizowania nie tylko tego, z czego zbudowany jest guz, ale również jak jest zorganizowany.

Być może przyszłość diagnostyki onkologicznej leży właśnie w tym ukrytym wymiarze — w strukturze, topologii i przestrzennej logice nowotworu.

Bibliografia

1. Pati P., Jaume G., Fernandes L.A. et al. HACT-Net: A Hierarchical Cell-to-Tissue Graph Neural Network for Histopathological Image Classification. npj Digital Medicine, 2024.
   
2. Wu X., Liu Y., Wang T. et al. Spatial Architecture of Tumor Microenvironment in Triple Negative Breast Cancer Predicts Therapy Response. Modern Pathology, 2024.
   
3. Garcia-Ruiz S., Martin-Perez D. et al. Self-organisation of invasive breast cancer driven by the interplay of active and passive nematic dynamics. Nature Physics, 2024.
   
4. Curtis C. et al. The genomic and transcriptomic architecture of breast cancer subtypes. Cell Reports, 2023.
   
5. Lyon A.R., López-Fernández T., Couch L.S. et al. 2022 ESC Guidelines on cardio-oncology. European Heart Journal, 2022.

Źródła obrazu i link do fotografii

Galeria Nikon Small World 2023 — Breast Cancer Cells: https://www.nikonsmallworld.com/galleries/2023-photomicrography-competition/breast-cancer-cells Nikon Small World

Przeczytaj również:

• Nowoczesna diagnostyka i leczenie glejaka wielopostaciowego: wyzwania i możliwości
• Sztuczna inteligencja w diagnostyce stomatologicznej – nowa era precyzyjnej opieki dentystycznej