Когда животные-хищники ищут случайным образом распределенную пищу, они максимизируют свои шансы на успех, инстинктивно применяя модель движения, известную в математике как «полет Леви».

Это означает, что животное делает несколько коротких перемещений вокруг своего местонахождения, а потом предпринимает прямой длинный переход в произвольном направлении. В новой точке тоже начинается сперва «топтание вокруг до около», далее — следующий длинный переход в поисках новых охотничьих угодий и т. д.

Такой тип перемещения наблюдается у хищных кошек, птиц, акул и даже пчел. А теперь объединенная команда ученых из Южной Кореи, США, Нидерландов и Польши сделала открытие, что, когда раковые клетки становятся инвазивными (метастатическими), они тоже рыщут «как хищники».

Исследовательская группа использовала клетки рака предстательной железы, молочной железы и кожи в метастатической и неметастатической стадии. Все клетки вводили в тканево-имитирующие составы и измеряли размер шага клеток и точки поворота на протяжении 16 часов. Более того, ученые отслеживали траектории отдельных клеток меланомы непосредственно внутри живой кожи мыши на глубине 600 микрометров.

Во всех случаях метастатические клетки перемещались в соответствии с «полетом Леви», в то время как неметастатические раковые клетки совершали однонаправленные короткие движения.

Однако самое интересное, что ученые смогли перепрограммировать способ перемещения метастатических клеток. Используя химические ингибиторы и короткую интерферирующую РНК, ученые блокировали белки, участвующие в формировании цитоскелета и рецепторов мембраны. Эти эксперименты остановили «полет Леви» и вернули обычные короткие шаги: «смертоносные клеточные волки начали двигаться, как смиренные овцы».

В работе использовались самые разнообразные современные оптические приборы — от оптических и конфокальных микроскопов для количественного определения движений клеток ex vivo до высокоточного внутримышечного двухфотонного микроскопа, способного отслеживать отдельные метастатические клетки, имплантированные живым мышам.

Ученые предупреждают, что полученные результаты нельзя считать разработкой новой терапии рака на поздних стадиях. Тем не менее, это открытие вносит свой вклад в изучение природы рака.