Багато тестів на ракові клітини показує їх як "млинних", але при цьому тактично сильних

Команда студентів-дослідників та їх викладачів з 20 лабораторій по всій країні отримала новий погляд на ракові клітини. Робота може пролити світло на перетворюючі фізичні властивості цих клітин при їх метастазуванні, сказав Джек Р. Стонтон, доктор філософії. кандидат в Університеті штату Арізона в лабораторії професора Роберта Роза та провідний автор статті, що повідомляє про цю тему.

Метастазування є критичним кроком у прогресуванні раку. Це коли рак поширюється з одного органу або частини на інший. Хоча багато відомо про метастазування, це залишається неповним розумінням фізичної біології переходу.

Щоб краще зрозуміти метастазування, понад 95 аспірантів, докторантів та викладачів у різних лабораторіях США пройшли дві клітинні лінії батареї високотехнологічних тестів та вимірювань. Їх результати були опубліковані 26 квітня 2013 року у наукових звітах.

Дослідники провели скоординовані молекулярні та біофізичні дослідження незлоякісних та метастатичних клітинних ліній молочної залози, щоб дізнатися більше про те, що відбувається з клітиною, коли вона переходить у метастатичний стан.

Кожна лабораторія входить до Центру онкології фізичних наук Національного інституту раку (PSOC), мережі з 12 центрів, призначених для розуміння фізичних наук про рак. Центром АСУ, Центром зближення фізичної науки та біології раку, керує професор Пол Девіс.

Кожен PS-OC був забезпечений однаковими клітинними лініями та загальними реагентами, і було докладено значних зусиль для того, щоб усі умови були стандартизовані та документовані через рівні проміжки часу. Стонтон сказав, що група ASU зробила три внески у дослідження.

Іншими дослідниками АСУ, залученими до проекту та співавторами статті, є: Олександр Фурманн, Вівек Нандакумар, Лаймонас Келбаускас, Патті Сенешал, Кортні Хемфілл, Роджер Х. Джонсон та Дірдре Мелдрум.

"Ми порівняли жорсткість нормальних клітин молочної залози та високометастатичних клітин раку молочної залози, і виявили, що ракові клітини значно більш" м'які "або деформуються", - сказав Стонтон. "Це має сенс, тому що для того, щоб клітина могла метастазувати, їй доводиться просочуватися через тісні проходи в лімфатичній системі та мікросудинному руслі, тому мляве сприяє поширенню ракових клітин по організму".

"Ми також розглянули морфологію їхніх ядер", - додав він. "Встановлено, що ядра ракових клітин мають характерну форму" подрібненого пляжного кулі ", яка може відповідати аномальним хромосомним перебудовам, пов'язаним з раком".

"Нарешті, ми взяли окремі клітини, помістили кожну в герметичну камеру і виміряли, скільки кисню вони споживають", - сказав Стонтон. "Це говорить нам про їх метаболізм. Ми виявили, що ракові клітини використовують менше кисню, більше покладаючись на гліколіз, подібний до того, що роблять бактерії та дріжджі".

Взяті разом, дослідники з 12 PSOC використовували близько 20 різних методів, включаючи атомно-силову мікроскопію, балістичну внутрішньоклітинну нанореологію, рівні експресії рецепторів клітинної поверхні, диференціальну інтерференційну контрастну мікроскопію, мікро-візерунок та секрецію позаклітинного матриксу та мікроскопію тягової сили.

Робота дозволила всебічну каталогізацію та порівняння фізичних характеристик незлоякісних та метастатичних клітин та молекулярних ознак, пов’язаних із цими характеристиками. Це дозволило виявити унікальні взаємозв'язки між спостереженнями, сказав Стонтон.

"Ми були здивовані тим, що, незважаючи на те, що ракові клітини м'якші, вони здатні надавати більше скорочувальних сил на волокна, що їх оточують, - що було визначено в Університеті Корнеля PSOC методом, який називається силою тягової мікроскопії. Ця пара характеристик дещо суперечливий з чисто фізичної точки зору, але це має сенс для ракової клітини, оскільки обидві ознаки покращують їхні шанси на метастазування. Розуміння, чому досі є активною сферою досліджень ", - пояснив Стонтон, який працює над доктором фізики.

"Ще однією цікавою знахідкою було те, що білок під назвою CD44, який одночасно є маркером ракових стовбурових клітин і молекулою, яка допомагає клітині прилипати до певних волокон позаклітинного матриксу, однаково рясний і в нормальних, і в ракових клітинах. Але в раку білки не потрапляють на поверхню клітини ", - додав він.

"З якихось причин вони залишаються всередині цитоплазми, тому ракові клітини не настільки липкі", - додав Стонтон, батьківщиною якого є Баффало, штат Нью-Йорк. "Це ще одна риса, яка сприяє їх здатності поширюватися по організму".

Мережа PSOC доклала всіх зусиль, щоб усі дослідження проводились у порівнянних умовах. Хоча вивчені клітинні лінії добре розуміються, частиною зусиль для мережі було довести, що вони можуть послідовно координувати дослідження.

Стонтон, який був залучений до роботи в центрі АГУ з моменту його створення, каже, що цей досвід допоміг йому зрости як дослідник.

"Це ідеальне середовище проживання для початківців вчених та для міждисциплінарної співпраці", - сказав він.

Джерело історії:

Матеріали надані Університет штату Арізона. Примітка. Вміст можна редагувати відповідно до стилю та довжини.

Довідник журналу: